2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K01432
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
新田 尚隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 画像診断システム / 医療・福祉 / 生物・生体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体組織の音速は組織変性と相関があり、疾病診断等のために高精細な音速分布の画像化が望まれている。これまで、MRIから得られる伝搬距離情報と超音波の伝搬時間情報を組み合わせ、生体内の音速を非侵襲で測定するマルチモダリティ法の検討を進めてきた。しかし従来法では、厚さ方向での平均音速の算出に留まり、組織内の音速分布を可視化することができなかった。そこで本研究では従来法を発展させ、組織内の音速分布を画像化するための技術開発を行う。MRI装置内で使用できる超音波振動子の製作と信号処理法等の開発を行い、生体模擬材料等を用いて測定精度や再現性を評価し、本技術の実現可能性を明らかにする。
平成29年度は、平成28年度に決定した仕様に基づき、MRI装置内で使用可能なアレイ振動子の製作を行った。パルス発生器とハイドロフォン用いて振動子の性能評価を行い、所望のパルス波形と周波数特性、音圧分布が得られることを確認した。また無負荷時の材料磁性に由来するMRI画像への影響について調査した。
振動子の製作と並行し、超音波パルスの照射タイミングの制御下で、組織内の音速分布を算出するためのアルゴリズム開発を行った。音速分布の可視化に適したMRIパルスシーケンスの選定と、超音波波形の信号処理方法についてロジカルに検証するため、シミュレーションによる検討を行った。その後、両処理を組み合わせた音速画像化法の妥当性及び高精度化について検討した。その結果、設定した音速値と推定した音速値がよく一致することを確認した。これにより、次年度の実データを用いた実証に繋がる成果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MRI装置内で使用可能な超音波振動子の製作と性能評価、音速分布可視化のためのアルゴリズムの開発を行い、次年度における実データを用いた実証に繋がる成果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、平成29年度に製作した超音波振動子と、開発した音速分布可視化アルゴリズムを統合する。その後、生体模擬材料や動物組織を対象とした実験を行う。算出された音速の正しさを検証するために、パルス透過法により測定された真の音速と比較し、測定精度や再現性等の評価を行う。実用レベルの精度が得られない場合は、体動やノイズ除去等の方策を検討し、精度改善を図る。
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| Causes of Carryover |
（理由）MRI装置内で使用可能な超音波振動子の製作期間が年度を跨いだため。
（使用計画）当該振動子は既に完成して納品済みであり、平成30年度での支払いが確定している。
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