吉田 憲司¹, 入江 奏², 伊藤 一陽², MAMOU Jonathan³, ROHRBACH Daniel³, 丸山 紀史⁴, 山口 匡¹

Kenji YOSHIDA¹, So IRIE², Kazuyo ITO², Jonathan MAMOU³, Daniel ROHRBACH³, Hitoshi MARUYAMA⁴, Tadashi YAMAGUCHI¹

¹千葉大学医工学フロンティアセンター, ²千葉大学大学院工学研究科, ³Lizzi Center for Biomedical Engineering, Riverside Research, ⁴千葉大学大学院医学研究院

¹Center for Frontier Medical Engineering, Chiba University, ²Graduate School of Engineering, Chiba University, ³Lizzi Center for Biomedical Engineering, Riverside Research, ⁴Graduate School of Medicine, Chiba University

キーワード :

【目的】
超音波エコー信号を用いた肝臓の線維化進行度の定量評価手法の確立を目指し，肝臓の「組織性状」，「音響物性（音速，減衰，音響インピーダンス）」，「エコー信号（振幅，位相）」の三者の関係性を物理的に関連づけることを計画している．肝臓内での音波伝搬（反射，透過，散乱）を理解するため，ラット肝の小葉構造を対象に音響物性（音速，減衰，音響インピーダンス）を計測する．
【対象・方法】
異なる二つのモデル（正常モデル，肝炎モデル）を使用した．各モデルの症例数は1である．ホルマリン固定した肝臓から薄切切片（厚さ約10μm）を作成し，計測試料とした．超音波顕微鏡を用いて試料内の音響物性（音速，減衰，音響インピーダンス）の二次元分布を画像化した．中心周波数が80 MHz及び250 MHzのパルス超音波を使用し，方位方向の分解能はそれぞれ20μm及び4μmである．病理標本の光学顕微鏡像と音響物性の二次元分布を比較することで，結合組織（特に線維組織）と肝実質の音響物性を別々に定量評価した．
【結果】
正常肝の結果では，音響物性の二次元分布像に類洞構造を明瞭に確認できた．また，肝細胞の細胞核と思われる音速が速い部分が点状に観測された．正常モデルの場合，肝実質部分の音速は1655±16（80 MHz）及び1665±36 m/s（250 MHz），減衰は0.046±0.004（80 MHz）及び0.24±0.03 dB/um（250 MHz），音響インピーダンスは1.68±0.01（80 MHz）及び1.67±0.1 Mrayl（250 MHz）であった．肝炎モデルでは，線維構造と思われる部位が音速，減衰の二次元分布画像に明瞭に確認できた．線維部分の音速は1674±16（80 MHz），及び1730±40 m/s（250 MHz），減衰は0.079±0.02（80 MHz），及び0.3±0.07 dB/um（250 MHz），音響インピーダンスは1.62±0.033（80 MHz），及び1.65±0.089 Mrayl（250 MHz）であった．肝実質部分の音速は，1605±17（80 MHz），及び1612±28 m/s（250 MHz），減衰は0.036±0.013（80 MHz），及び0.16±0.05 dB/um（250 MHz），音響インピーダンスは1.64±0.023（80 MHz），及び1.66±0.1 Mrayl（250 MHz）であった．
【結論】
ラット肝臓（正常モデル，肝線維症モデル）の音響物性を計測し，小葉構造内の実質組織と線維組織での音響物性をまとめた．線維部分は実質組織と比べて音速が速く，減衰が大きいが，音響インピーダンスに顕著な差異が見受けられないという結果が得られた．各モデルのサンプル数を増やしていくことで，組織性状変化に伴う組織構造と音響物性の変化を定量的に評価し，それらの物理的関連性を示すことができると考えている．