2001 Fiscal Year Annual Research Report
超音波による生体内部変位の計測に基づく生体組織の剪断弾性特性の断層映像化の研究
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11680852
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
山下 安雄 日本大学, 生産工学部, 教授 (30112783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保田 光博 東海大学, 医学部, 講師 (40119673)
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| Keywords | tissue elasticity / tissue hardness / shear modulus / tissue displacement / tissue strain / biological soft tissue / ultrasonic measurement / tomographic imaging |
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| Research Abstract |
1.剪断弾性係数を既知とした種々の硬さ分布を有する弾性体モデルを想定して、これに任意の様式で3次元的に加圧した一般の触診状況を設定した。この状況のもとでプローブ用超音波RFエコー信号を利用して弾性体内部の2次元変位を稠密に測定し、生体軟部組織の剪断弾性係数分布を再構成する数値シミュレーションを行い、提案した本方法の妥当性と剪断弾性係数の復元精度を確認した。3次元的な変形であっても、2次元変位が精度高く測定できれば、剪断弾性係数分布を高精度で復元しうることが明らかとなった。しかし変位分布を測定して剪断弾性係数分布を逆推定する問題はいわゆる不適切問題となり、剪断弾性係数の復元精度は変位分布の測定精度に大きく依存することが知られた。
2.ゼラチンやゴムなどの生体類似の材料を用い、生体軟部組織の硬さを模擬したファントムを作り、軟部組織の一部に弾性係数が既知の「硬い」領域を人工的に作成した。これに外部から微小な圧力を加え、医療用超音波装置を使用してファントム内部のRFエコー信号を測定し、RFエコー波の複素相関関数から組織内部の微小変位を算出した。この変位を基に提案手法を用いて剪断弾性係数を逆推定して、硬さの定量性を確認した。また乳腺や肝臓などの生体軟部組織の硬さの診断に応用して、臨床的な有効性の検証を始めている。
3.生体軟部組織の局所領域で逆推定した剪断弾性係数の分布を超音波Bモード画像上に重畳してカラーで表示し、組織の解剖学的位置関係とともに剪断弾性係数の硬さ分布を断層像として映像化するプログラムを開発した。
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[Publications] Y.Yamashita, H.Kaneko, M.Kubota: "Imaging of elasticity of incompressible biological soft tissue from a knowledge of displacement measurement"Proc.IEEE Conf.Image Processing. 321-324 (2001)
