1994 Fiscal Year Annual Research Report
超音波を用いた生体軟組織の粘弾性および硬さ特性のin vivo映像化の研究
| Project/Area Number |
05680766
|
|---|
| Research Institution | Nihon University |
|---|
Principal Investigator |
山下 安雄 日本大学, 生産工学部, 教授 (30112783)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 裕一 東京医科歯科大学, 医用器材研, 助手 (60205002)
|
|---|
| Keywords | 超音波 / 生体組織の硬さ / 局所変形 / 局所歪テンソル / 変位分布 |
|---|
| Research Abstract |
1.小型振動子で発生した1〜10Hzの超低周波微小機械振動を、加振用アダプタを介して生体軟部組織に加える装置を完成した。また、加圧した生体軟部組織の変形をBモード断層映像信号として高速ワークステーションに転送した後、組織内部の変位分布と局所歪テンソルを算出し、in vivoで映像化するシステムを完成した。
2.軟部組織内部の局所変位分布は、Bモード断層画像上に現れるオプチカルフローより検出した。この方法は、画像中の画素単位の変位をブロック相関法を用いて、また1画素以下の微小変位を時空間微分最小2乗法を利用して、数画素から1画素以下にわたる広範囲の変位を算出するものである。後者の方法は、Bモード画像f(x,y)上での2次元変位(u,v)が、時間微分∂f(x,y)/∂tと空間偏微分∂f(x,y)/∂x、∂f(x,y)/∂yに対して、∂f/∂t+u・∂f/∂x+v・∂f/∂y=0を局所領域内で満足しなければならない原理を利用している。2次元変位(u(x,y),v(x,y))を算出した後、変位の空間微分∂u/∂x、∂u/∂y、∂u/∂y+∂v/∂xから歪テンソルを推定した。
3.弾性的性質の異なるこんにゃくと豚肉を利用して生体軟部組織の模擬ファントムを作成し、外部から静圧を加えた場合のファントム内部の変位と歪テンソルを計測・算出し、弾性係数の相対分布を映像化した。こんにゃくと豚肉のYoung率の比は4.1対1.2であり、豚肉はかなり軟らかいことが知られた。
4.心拍動に起因する肝臓組織の変位と歪テンソルをin vivoにて算出した。正常肝では歪は3〜8%と大きく、心臓からの圧迫を吸収する様に変形しており、組織が軟らかいことが示された。硬変肝では歪は2%以下と小さく組織が硬くて変形を生じにくいことが明かとなった。
|
