張 俊根¹, 近藤 健悟², 山川 誠³, 椎名 毅¹

Jun-keun JANG¹, Kengo KONDO², Makoto YAMAKAWA³, Tsuyoshi SHIINA¹

¹京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻, ²京都大学学際融合教育研究推進センター, ³京都大学先端医工学研究ユニット

¹Graduate School of Medicine, Human Health Sciences, Kyoto University, ²Center for the Promotion of Interdisciplinary Education and Research, Kyoto University, ³Advanced Biomedical Engineering Research Unit, Kyoto University

キーワード :

目的
近年Shear Wave Imaging（SWI）法が実用化され，音響放射圧から生成された剪断波の伝搬速度を求めることによって人体組織の弾性率を定量的に推定できるようになった．しかし動脈壁を伝わる剪断波は各周波数成分ごとに異なる速度で伝搬するので，関連研究ではガイド波の分散方程式から求めた分散曲線と測定値の間最小二乗法を行ってその伝搬速度を推定した［1］．そこで，本研究では厚みの薄い媒質に対して通常SWI法との比較を行ってガイド波理論に基づいた推定法の有効性に関して検討を行った．
方法
図1のように平板モデルとファントムに対して有限要素解析とファントム実験を行った．左側のところを加圧し生成された剪断波から，両方の推定法を用いて求めた剪断波の伝搬速度（CS）を比較した．
結果
図1の（a）から，一様な媒質なのに通常SWI法で求めた剪断波速度が4．6m／sであったが，ガイド波理論に基づいた推定法で求めた剪断波速度が10m／sとなって設定値（CT）と正確に一致した．図1の（b）から，（a）の結果と同じようにガイド波理論に基づいた推定法で求めた剪断波速度が5．12m／sとなって1．5％寒天のバルク・ファントムの推定値である5．6m／sと近い値が得られた．
考察
厚みの薄い媒質では剪断波がガイド波として伝搬し剪断波の伝搬速度に分散性が表れるので，通常SWI法では弾性率が正確に推定できないことを示した．従って動脈壁の弾性率を調べるには，分散曲線の測定値と理論値をカーブ・フィッティングし求めた剪断波速度から弾性率を計算しなければならない．
結語
本研究では，有限要素解析とファントム実験を行って動脈壁の弾性率を推定する際にガイド波理論に基づいた推定法が有効であることを示した．しかし実際の動脈はチューブ状なので円周方向を伝わる成分の影響を考慮しなければならない．それで実際の発表ではチューブ状のファントムに対しても検討を行ってその結果を報告する予定である．
【参考文献】
1．M．Couade，M．Pernot，C．Prada，et al．Quantitative Assessment of Arterial Wall Biomedical Properties Using Shear Wave Imaing．Ultrasoudn in Med．＆Bio．．2010；36（10）：1662−1676．