Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2015 - Vol.42

Vol.42 No.Supplement

一般口演 工学基礎
組織弾性 

(S484)

Ultrafast Imaging法を用いた探触子加振による組織粘弾性計測の精度向上

Improvement of tissue viscoelasticity measurement based on probe vibration using ultrafast imaging method

山川 誠1, 椎名 毅2

Makoto YAMAKAWA1, Tsuyoshi SHIINA2

1京都大学先端医工学研究ユニット, 2京都大学医学研究科

1Advanced Biomedical Engineering Research Unit, Kyoto University, 2Graduate School of Medicine, Kyoto University

キーワード :

【目的】
組織粘弾性特性を画像化する方法として,以前我々は粘弾性特性が既知のカプラを探触子と生体組織との間に挟み,探触子自身を加振することで組織の複素弾性率(貯蔵弾性率,損失弾性率)を定量的に画像化する方法を提案した.ただし,以前提案した方法では,通常の超音波ビームを形成して送受信し,ビームを走査して2次元計測を行っていた.そのため,カプラと組織の歪み波形の位相差検出精度は約0.1radであり,損失正接の差が約0.1以下の組織の違いを区別することが難しかった.そこで,本研究では剪断波伝搬計測などに用いられているUltrafast imaging法を用いて粘弾性計測における位相差検出精度の向上を目指す.
【方法】
粘弾性特性が既知のカプラを探触子と生体組織の間に挟み,探触子自身を加振することで生体に対して正弦的に圧縮・弛緩を繰り返す.その際,Ultrafast imaging法を用いて平面波送信を行いフレームレート1kfps以上で超音波エコー信号を計測する.そして,計測されたエコー信号からカプラ歪み波形および組織内の歪み波形を推定する.そして,同一ライン上のカプラ歪み波形と組織歪み波形の相関関数を計算して位相差を求める.また,カプラ歪み波形と組織歪み波形の振幅を求め,カプラの複素弾性率が既知であることを利用することで,組織の複素弾性率を推定することができる.
【結果】
カプラ歪み波形と組織歪み波形の位相差検出精度に関して数値シミュレーションを行った結果,探触子加振周波数2Hz,SNR=10dBの場合,フレームレート42fpsでは位相差検出精度は約0.13radに対してフレームレート1kfpsでは約0.005radとなった.また,SNR=6dBとした場合でもフレームレート1kfpsで約0.009radの位相差検出精度があり十分な位相差検出精度が得られることが確認された.さらに,寒天ファントム実験により内包物と周囲の損失正接差が約0.1の場合においてもUltrafast imaging法によりフレームレート1kfpsで計測を行ったところ損失正接分布で内包物を検出可能であった.
【結論】
本研究により探触子加振による組織粘弾性計測においてUltrafast imaging法を用いることでこれまで検出が困難であった損失正接差0.1の内包物を検出することが可能になった.
【謝辞】
本研究は京都大学・キヤノン共働研究プロジェクトの一環として行われた.
【参考文献】
[1]M. Yamakawa, et al.,第85回日超医抄録集,320,2012.