長岡 亮¹, 荒川 元孝¹, 小林 和人², 吉澤 晋³, 梅村 晋一郎³, 西條 芳文¹

Ryo NAGAOKA¹, Mototaka ARAKAWA¹, Kazuto KOBAYASHI², Shin YOSHIZAWA³, Shin-ichiro UMEMURA³, Yoshifumi SAIJO¹

¹東北大学大学院医工学研究科医用イメージング分野, ²本多電子株式会社研究部, ³東北大学大学院医工学研究科超音波ナノ医工学分野

¹Biomedical Imaging Laboratory, Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, ²Division of Research and Development, Honda Electronics Co. Ltd., ³Ultrasound Enhanced Nanomedicine Laboratory, Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

キーワード :

【目的】
我々は頸動脈壁に拍動によって生じる変位が伝搬する速度を用いて，その粘弾性を評価する手法を提案した．この手法において，伝搬速度が組織の機械的特性，特に弾性特性と粘性特性と関係があると仮定し，粘弾性モデルであるVoigtモデルを用いることで頸動脈壁の粘弾性率を推定する．本発表では，頸動脈壁の拍動による変位を高フレームレートSpatial Compound Imagingを用いて計測を行う．計測した拍動による変位より位相速度を推定し，Voigtモデル仮定した理論式にフィッティングすることで弾性率を推定する．本提案手法を頸動脈前後壁に適用し，それぞれの弾性率を比較した結果を報告する．
【方法】
Verasonics社製超音波送受信装置（Redmond, WA）及び9.0 MHzリニアプローブ（日立アロカメディカル）を用いて計測を行った．平行波を-6°，6°，-3°，3°，0°の順に200μsec間隔で照射し，反射RF信号をサンプリング周波数36 MHz, 16 bitで取得した．得られた反射信号をparallel beamformingを用いて，Compound画像を作成した．各Compound画像の時間間隔は1 msであり，1 kHzのフレームレートである．また，同じRF信号にヒルベルト変換を適用して得られた解析信号を用いて一次元複素相関法及び位相差により粒子速度計測を行った．その後，-6°及び6°，-3°及び3°から深さ方向，プローブ水平方向の粒子速度をそれぞれ算出，平均化した．本発表では，プローブ水平方向への深さ方向の粒子速度の位相の変化から伝搬の位相速度を算出した．推定した位相速度とVoigtモデル仮定した理論式にフィッティングすることで弾性率を推定した．計測部位は24歳の健常な男性の右総頸動脈とし，前壁と後壁における弾性率を比較した．
【結果および考察】
頸動脈壁において拍動により生じた変位が心臓側から末梢側へと伝搬する様子を高フレームレートSpatial Compound Imagingを用いて計測した．図は後壁において計測された拍動によって生じた変位の伝搬を示す（矢印は血流の方向に対応する）．得られた弾性率分布は計測部位の形態と良く一致した．また，前後壁において推定された弾性率はほぼ一致した．
【結論】
提案手法を用いて，拍動により生じた変位の伝搬の可視化が可能であった．また，変位の位相速度を算出し，弾性率推定が可能であった．頸動脈前後壁における弾性率はほぼ一致した．