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複数の生体組織音響特性の融合による慢性肝疾患の高精度超音波定量診断の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17H02108
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関東京工業大学

研究代表者

蜂屋 弘之  東京工業大学, 工学院, 教授 (90156349)

研究分担者 平田 慎之介  東京工業大学, 工学院, 助教 (80550970)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード超音波医学 / 定量診断 / 肝炎 / びまん性肝疾患 / エラストグラフィー / shear wave / 組織鑑別診断 / レイリー分布 / 医用超音波 / 慢性肝疾患 / 音響特性 / ずり波伝搬
研究成果の概要

慢性肝疾患の定量診断を目的に,疾患の進行により変化する複数の生体組織音響特性を融合することにより,生検を超える安定度と臨床的に十分なロバスト性を持つ非侵襲な慢性肝疾患の定量診断手法の開発を試みた。生体中のせん断波伝搬速度,減衰の周波数依存性について種々の方法で計測を行い,せん断波伝搬で得られる肝病変情報ついて把握した。さらに,超音波画像の振幅確率分布から,線維化情報を抽出する方法の最適化を行い,初期病変においても高い検出精度を得ることを可能にした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来,生体組織は複雑で,生体組織の音響特性から病変の定量診断を行うのはむずかしいと考えられてきた。われわれは,音響的構築が変化するとどのような信号変化が生じるのかを詳細に検討し,複数の音響特性を融合することで,組織線維構造の情報を抽出する新しい定量診断技術を開発した。この成果は,病変の進行による生体組織の音響的変化と超音波画像の関係を理解するという「超音波定量診断学」の確立に寄与し,超音波医学分野への本質的な貢献である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Ultrasound-based lipid content quantification using double-Nakagami distribution model in rat liver steatosis2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tamura, Jonathan Mamou, Kenji Yoshida, Hiroyuki Hachiya, Tadashi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Accuracy evaluation of quantitative diagnosis method of liver fibrosis based on multi-Rayleigh model using optimal combination of input moments2020

    • 著者名/発表者名
      Chuang Zhang, Shinnosuke Hirata, and Hiroyuki Hachiya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 複素数空間での振幅確率密度関数モーメントを用いた肝線維化パラメータの高精度化2019

    • 著者名/発表者名
      張 闖・平田慎之介・蜂屋弘之
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119(87) ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Examination of optimal input parameters for evaluation of liver fibrosis based on multi-Rayleigh model2018

    • 著者名/発表者名
      Chuang ZHANG, Shohei MORI, Shinnosuke HIRATA, Hiroyuki HACHIYA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 7S1 ページ: 07LF27-07LF27

    • DOI

      10.7567/jjap.57.07lf27

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation method for liver fibrosis based on multi-Rayleigh model with estimation of number of tissue components in ultrasound B-mode image2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Mori, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi, Hiroyuki Hachiya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 7S1 ページ: 07LF17-07LF17

    • DOI

      10.7567/jjap.57.07lf17

    • NAID

      210000149354

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Attempt at standardization of bone quantitative ultrasound in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Otani Takahiko, Fukunaga Masao, Yho Kosei, Miki Takami, Yamazaki Kaoru, Kishimoto Hideaki, Matsukawa Mami, Endoh Nobuyuk, Hachiya Hiroyuki, Kanai Hiroshi, Fujiwara Saeko, Nagai Yoshinori
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 45 号: 1 ページ: 3-13

    • DOI

      10.1007/s10396-017-0814-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of optimal moments as input parameters for evaluation of liver fibrosis based on multi-Rayleigh model2018

    • 著者名/発表者名
      Chuang ZHANG, Shohei MORI, Shinnosuke HIRATA, Hiroyuki HACHIYA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57

    • NAID

      210000149364

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体組織の音響的構造を考慮した散乱波シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      蜂屋 弘之
    • 雑誌名

      超音波医学

      巻: 45 号: 1 ページ: 35-41

    • DOI

      10.3179/jjmu.JJMU.R.123

    • NAID

      130006315393

    • ISSN
      1346-1176, 1881-9311
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of fluctuation for pixel-pair distance in co-occurrence matrix applied to ultrasonic images for diagnosis of liver fibrosis2017

    • 著者名/発表者名
      Isono Hiroshi、Hirata Shinnosuke、Yamaguchi Tadashi、Hachiya Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 44 号: 1 ページ: 23-35

    • DOI

      10.1007/s10396-016-0741-x

    • NAID

      130007967684

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分解能の影響を考慮した二成分マルチレイリーモデルによる肝線維化パラメータ推定の検討2020

    • 著者名/発表者名
      張闖, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative ultrasound fat detection using a weight filter and a double Nakagami distribution model2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tamura, Jonathan Mamou, Kenji Yoshida, Hiroyuki Hachiya, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      2019 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative ultrasound based on echo amplitude statistics2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      International Symposium on Medical Ultrasonics in Chiba
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二成分マルチレイリーモデルによる肝線維化定量評価における最適入力パラメータの検討2019

    • 著者名/発表者名
      張闖, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粘弾性ファントム中に種々の加振方法により発生させたShear Waveの観測2019

    • 著者名/発表者名
      蜂屋 弘之, 林 良優, 戸田 優作, 平田 慎之介, 飯島 尋子, 碓村 将志, 菅 幹生
    • 学会等名
      日本超音波医学会第31回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 最適入力パラメータを用いた二成分マルチレイリーモデルによる肝線維化パラメータの推定2019

    • 著者名/発表者名
      Chuang Zhang, 平田 慎之介, 蜂屋 弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第31回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複素数空間での振幅確率密度関数モーメントを用いた肝線維化パラメータの推定精度評価2019

    • 著者名/発表者名
      張闖, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative evaluation of liver fibrosis using optimal input parameters for multi-Rayleigh model with two components2019

    • 著者名/発表者名
      Chuang Zhang,Shinnosuke Hirata,Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 40th Symposium on Ultrasonic Electronics (USE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel method of lipid content quantification using double-Nakagami distribution model in rat liver steatosis2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tamura,Jonathan Mamou,Kenji Yoshida,Hiroyuki Hachiya,Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 40th Symposium on Ultrasonic Electronics (USE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体模擬ファントム中を伝搬するせん断波の観測2019

    • 著者名/発表者名
      戸田雄一, 平田慎之介, 碓村将志, 菅幹夫, 飯島尋子, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二成分マルチレイリーモデル推定における高精度な入力パラメータの検討2019

    • 著者名/発表者名
      張闖, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体模擬ファントムの表面におけるせん断波伝搬速度の周波数分散性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      安留祐樹, 平田慎之介, 蜂屋弘之, 碓村将志, 菅幹夫, 飯島尋子
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波による生体情報の定量計測2019

    • 著者名/発表者名
      蜂屋弘之
    • 学会等名
      圧電材料・デバイスシンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of liver fibrosis using optimal moments as input parameters based on multi-Rayleigh model2018

    • 著者名/発表者名
      Chuang Zhang, Shinnosuke Hirata, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 39th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Estimation Accuracy of Liver Fibrosis Parameters Based on Multi-Rayleigh Model Considering Fluctuation of Statistical Moment of Ultrasound Echo Envelope2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Mori, Masaru Yamauchi, Shinnosuke Hirata, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 39th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation method for liver fibrosis in clinical ultrasound B-mode image based on optimized multi-Rayleigh model2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Mori, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of double Nakagami distribution model for quantitative evaluation of early-stage fatty-liver disease2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tamura, Jonathan Mamou, Kenji Yoshida, Hiroyuki Hachiya, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of properties of shear wave propagation in tissue using viscoelastic phantom2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Toda, Masashi Isomura, Shinnosuke Hirata, Hiroko Iijima, Mikio Suga, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 39th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波エコー振幅統計量の統計ゆらぎがマルチレイリーモデルを用いた肝線維化推定に与える影響の検討2018

    • 著者名/発表者名
      森翔平, 山内優, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体模擬ファントムにおける横波伝搬速度の周波数依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      戸田雄一, 碓村将志, 平田慎之介, 飯島尋子, 菅幹夫
    • 学会等名
      日本音響学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 評価パラメータの同時最適化を用いた二成分Nakagamiモデルでの散乱体密度推定精度の向上2018

    • 著者名/発表者名
      田村和輝, 吉田憲司, 蜂屋弘之, 山口匡
    • 学会等名
      日本音響学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体擬似ファントムの粘弾性がせん断波伝搬速度に与える影響の基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      戸田雄一, 中村健太郎, 平田慎之介, 飯島尋子, 菅幹生, 蜂屋 弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体模擬ファントムの粘弾性がせん断波の伝搬に与える影響の検討,2018

    • 著者名/発表者名
      戸田雄一, 碓村将志, 平田慎之介, 飯島尋子, 菅幹生, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波エコーの振幅モーメントを用いた肝線維化推定の精度検討2018

    • 著者名/発表者名
      張闖, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マルチレイリーモデルを用いた肝線維化定量評価のための実用的な非スペックル信号除去手法2018

    • 著者名/発表者名
      森翔平, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第56回東北地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二成分Nakagamiモデルにおける散乱体密度推定精度の検証2018

    • 著者名/発表者名
      田村和輝, 吉田憲司, 蜂屋弘之, 山口匡
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 肝線維化推定のための入力パラメータとして最適な超音波エコー振幅モーメントの検討2018

    • 著者名/発表者名
      張闖, 森翔平, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 種々の加振条件による生体模擬ファントム内を伝搬する横波の計測2018

    • 著者名/発表者名
      中村健太郎, 森翔平, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasonic tissue characterization and quantitative diagnosis2017

    • 著者名/発表者名
      蜂屋 弘之
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Examination of optimal input parameters for evaluation of liver fibrosis based on multi-Rayleigh model,2017

    • 著者名/発表者名
      Chuang Zhang, Shohei Mori, Shinnosuke Hirata, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation method of liver fibrosis based on multi-Rayleigh model with number estimation of tissue components in ultrasound B-mode image2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Mori, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi, Hiroyuki Hachiya
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A proposal of compound amplitude envelope statistical analysis model considering low scatterer concentration2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tamura, Kenji Yoshida, Hiroyuki Hachiya, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 種々の加振方法における生体擬似ファントム内を伝搬するせん断波の計測2017

    • 著者名/発表者名
      中村 健太郎, 平田 慎之介, 飯島 尋子, 蜂屋 弘之
    • 学会等名
      日本音響学会 アコースティックイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 粘弾性ファントム内を伝搬する横波の観察2017

    • 著者名/発表者名
      中村健太郎, 森翔平, 平田慎之介, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超音波エコー振幅統計量を用いた肝線維化推定のための 入力パラメータと推定精度の関係の検討2017

    • 著者名/発表者名
      張 闖, 森 翔平, 平田 慎之介, 蜂屋 弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 臨床応用を考慮した超音波肝画像中の成分数判定によるマルチレイリーモデルに基づく肝線維定量画像の高精度推定2017

    • 著者名/発表者名
      森翔平, 平田慎之介, 山口匡, 蜂屋弘之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非レイリー成分を考慮した複合型振幅包絡解析モデルの提案2017

    • 著者名/発表者名
      田村和輝, 吉田憲司, 蜂屋弘之, 山口匡
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 放射線診断物理学(医学物理学教科書)2017

    • 著者名/発表者名
      松本政雄(著,編集),蜂屋弘之他,日本医学物理学会
    • 総ページ数
      407
    • 出版者
      国際文献社
    • ISBN
      4902590735
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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