Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 0.966(2018年)→0.898(2019年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2016 - Vol.43

Vol.43 No.Supplement

特別プログラム 基礎
シンポジウム 基礎 1 光と超音波の融合によるイメージングモダリティの新展開(日本超音波医学会光超音波画像研究会との共同企画)

(S232)

ハンドヘルド型光音響撮像装置による頸動脈プラークの性状診断に向けた基礎的検討

Fundamental study toward characterization of lipid-rich carotid artery plaque using handheld photoacoustic imaging system

浪田 健, 平野 進, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅

Takeshi NAMITA, Susumu HIRANO, Kengo KONDO, Makoto YAMAKAWA, Tsuyoshi SHIINA

京都大学大学院医学研究科

Graduate School of Medicine, Kyoto University

キーワード :

【目的】
脳梗塞や心筋梗塞の原因となる病態に動脈硬化(アテローム硬化)がある.アテローム硬化では高血圧,高血糖などにより血管内皮細胞が損傷し,血管壁内に脂肪成分が沈着することにより脂肪性プラークを形成する.形成されるプラークには安定プラークと不安定プラークの2種類がある.後者の不安定プラークは外部からの刺激により崩壊し,急性に血管を閉塞する可能性があるため,早期に発見し,病態の進行の抑制・崩壊の予防を行う必要がある.超音波検査によりプラークは発見できるが,プラークの性状を識別することは困難である.
そこで,光音響イメージングを用いて血管内プラークの性状診断を行うことを検討した.光音響イメージングではパルス光を照射し,組織が光を吸収し発生させる超音波を受信することで,音源である吸光体の分布や性質を画像化する.本研究では,通常の超音波診断装置のプローブに光照射部を取り付けたハンドヘルド型装置による非侵襲かつ簡便な計測をめざし,プラーク周辺の生体組織,成分がプラークの性状診断に与える影響を検証した.
【方法・対象】
頸動脈プラークモデルとして,厚さ28 mmの平行平板ファントムの深さ5 mmの位置に6 mm厚の血液層を設置し,その下部にオレイン酸コレステロールとリノール酸コレステロールを混合した模擬プラークを埋入したものを用いた.このモデルに波長800〜1400 nmの光を照射し,超音波リニアプローブで光音響像を計測した.
【結果・考察】
脂肪の吸収が大きい波長域の光音響像を見ると,埋入したプラークの境界付近から強い信号が見られた.この境界部分の光音響スペクトルの一部を図1に,脂肪の吸収スペクトルを図2に示す.2つのスペクトルを比較すると,ほぼ同様のスペクトルが得られていることがわかる.脂肪の吸収スペクトルの形状が特徴的な1210〜1300 nmにおいて,正規化相互相関マッチング法により光音響像の各画素の光音響スペクトルと吸収スペクトルの類似度を求めた.その結果を図3に示す.埋入したプラークの境界付近で高い相関を示していることがわかる.
【結論】
上記解析をとおし,血液存在下においても脂質性プラークが検出できる可能性を確認した.今後,皮下組織による散乱・吸収を考慮したモデルでの計測,照射光量,波長の最適化,S/Nの向上のための信号処理などが必要と考える.
【謝辞】
本研究は京都大学・キヤノン協働研究プロジェクトの一環として行われた.