• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

剪断波伝搬モデルに基づく定量的組織粘・弾性映像法の開発と肝線維化早期診断法の研究

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 15H01120
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

椎名 毅  京都大学, 医学研究科, 教授 (40192603)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords生体医工学 / 超音波医科学 / 組織粘弾性 / 肝疾患診断 / 生体物性
Outline of Annual Research Achievements

超音波で体内に生成した剪断波の音速から組織の硬さ(弾性)を可視化するshear wave elastographyの手法が実用化したが、組織の力学的特性としては、弾性とともに粘性も重要となることから、以下に示す項目について研究を進めた。
(1)肝線維化モデル構築:肝線維化の進行により弾性とともに、NASHなどでは粘性の変化も反映する可能性があることから、結節の形成過程に、弾性と粘性の変化を組み入れた肝線維化モデルを構築し、剪断波の伝搬をシミュレーションにより再現した。また、剪断波速度を求めて、線維化stageの進行に伴い、速度が増大することが示された。さらに、速度分散特性に、Voigtモデルを当てはめ粘性と弾性の推定を行った。この際、組織に粘性要素を付加しない場合でも、線維化によるミクロな組織構造が、速度分散を生じ、見かけ上の粘性が生じることが示された。
(2)肝組織サンプルを用いた剪弾波伝搬解析:ブタ肝臓を用いて測定した剪弾波伝搬の速度分散から弾性と粘性の推定を行った。その結果、剪断波の波長(数mm~数cm)に比較し、薄い組織の場合は、ラム波としての伝搬を生じる結果、通常のTime of Flight法では誤差が大きくなるため、実際の臨床の場においても考慮が必要なことを示した。また、B型およびC型の慢性肝炎の各線維化stageにおける病理組織サンプルを用いて、線維構造を抽出したモデルを構築し、剪断波伝搬のシミュレーション解析を行った。その結果、(1)で検討した肝線維化モデルと類似の傾向を示した。
以上から、剪断波の速度計測によるNASH等の脂肪性の肝炎の鑑別診断や早期診断の可能性が示された。一方で、組織のサイズやミクロな構造の違いが速度分散を生じるため、速度分散からの粘弾性の評価における精度向上には、それらを配慮した測定法を適用する必要があることが確認された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Study on the application of shear-wave elastography to thin-layered median and tubular structure: Finite-element analysis and experiment verification2016

    • Author(s)
      J. Jang, K. Kondo, T. Namita, M. Yamakawa, T Shiina
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Issue: 7S1 Pages: 07KF08-07KF08

    • DOI

      10.7567/jjap.55.07kf08

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] WFUMB Guidelines and recommendations for clinical use of ultrasound elastography: PART 3: Liver2015

    • Author(s)
      Ferraioli G, Filice C, Castera L, Choi BI, Sporea I, Wilson SR, Cosgrove D, Dietrich CF, Amy D, Bamber JC, Barr R, Chou YH, Ding H, Farrokh A, Friedrich-Rust M, Hall TJ, Nakashima K, Nightingale KR, Palmeri ML, Schafer F, Shiina T, Suzuki S, Kudo M
    • Journal Title

      Ultrasound in Medicine & Biology

      Volume: 41(5) Issue: 5 Pages: 1161-1179

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2015.03.007

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparison of techniques for estimating shear-wave velocity in arterial wall using shear-wave elastography - FEM and phantom study2015

    • Author(s)
      J. Jang, K. Kondo, T.Namita, M. Yamakawa, T. Shiina
    • Journal Title

      Proc. of 2015 IEEE International Ultrasonics Symposium

      Volume: 1 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/ultsym.2015.0288

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Elasticity imaging of inhomogeneous media using inverse filtering with multiple shear wave generation2016

    • Author(s)
      Tsuyoshi Shiina
    • Organizer
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ex Vivo Assessment of Porcine Aortic Stiffness based on Leaky Lamb-wave Dispersion Analysis of Shear Wave Propagation2016

    • Author(s)
      J. Jang, K. Kondo, T. Namita, M.Yamakawa, T. Shiina
    • Organizer
      第37回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      Busan
    • Year and Date
      2016-11-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音響放射力をもちいた剪断波の高速イメージング2016

    • Author(s)
      椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会 第89回学術集会
    • Place of Presentation
      グランドプリンスホテル京都
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 剪断波速度の周波数依存性によるブタ肝臓の粘弾性分布測定2016

    • Author(s)
      五明美香子、近藤健悟、山川誠、椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会 第89回学術集会
    • Place of Presentation
      グランドプリンスホテル京都
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] プローブ加振によるぜん断波を用いた2-D transient elastographyの実験的検討2016

    • Author(s)
      平川青澄、近藤健悟、浪田健、山川誠、椎名毅
    • Organizer
      日本超音波医学会 第89回学術集会
    • Place of Presentation
      グランドプリンスホテル京都
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Shear wave を用いた組織粘弾性のイメージング2016

    • Author(s)
      椎名 毅
    • Organizer
      日本音響学会2016年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      桐蔭横浜大学(横浜)
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 剪断波伝播のTime Reversal による組織弾性イメージングシステム2015

    • Author(s)
      小江 啓介, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • Organizer
      第36 回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば)
    • Year and Date
      2015-11-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A comparison study on shear wave velocity estimation of thin layered media using shear wave imaging2015

    • Author(s)
      J. Jang, K. Kondo, T. Namita, M. Yamakawa, T. Shiina
    • Organizer
      World Congress on Medical Physics & Biological Engineering
    • Place of Presentation
      トロント(カナダ)
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 剪断波による組織粘弾性分布の可視化における課題と展望2015

    • Author(s)
      近藤健悟,山川 誠,椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会 第88回学術集会
    • Place of Presentation
      グランドプリンスホテル新高輪(東京)
    • Year and Date
      2015-05-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ガイド波理論に基づくShear Wave を用いた動脈壁の弾性率推定に関する研究2015

    • Author(s)
      張 俊根,近藤健悟,山川 誠,椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会 第88回学術集会
    • Place of Presentation
      グランドプリンスホテル新高輪(東京)
    • Year and Date
      2015-05-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi