超音波ビスコエラストグラフィ：複合励振による組織粘弾性の定量的可視化技術の開発

• 研究課題/領域番号: 25242049
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 椎名 毅 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40192603)
• 研究分担者: 山川 誠 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (60344876) ; 近藤 健悟 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50649233) ; 戸井 雅和 京都大学, 医学研究科, 教授 (10207516) ; 工藤 正俊 近畿大学, 医学部, 教授 (10298953)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円); 2015年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2014年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円); 2013年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
• キーワード: 医用超音波システム / 組織粘弾性 / 医用イメージング / がん診断 / 肝疾患診断

研究成果の概要

超音波エラストグラフィは、組織の弾性を可視化する方法として実用化したが、歪みを得る静的手法は定性的であり、剪断波を用いる動的手法も音速の不均一によりアーチファクトが生じ易いなどの課題が残されている。また、粘性を独立に測定する方法は未だ実用化していない。本研究は、組織性状の可視化により疾患の診断精度の向上を図るため、静的・動的における励振法を複合化することで、それらの利点である定量性、実時間と高精度を併せ持ち、さらに弾性と粘性をともに画像化できる超音波ビスコエラストグラフィの開発を目指した。そのために各種の要素技術を開発し、また生体組織のファントムを用いた実験により、臨床適用の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Shear wavelength estimation based on inverse filtering and multiple-point shear wave generation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitazaki T, Kondo K, Yamakawa M, and Shiina T
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55
  • NAID: 210000146835
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Study on the Application of Shear-wave Elastography to Thin-Layered Media and Tubular Structure: Finite-Element Analysis and Experiment Verification (2016)
  • 著者名/発表者名: Jang J, Kondo K, Namita T, Yamakawa M, and Shiina T
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55
  • NAID: 210000146833
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] WFUMB Guidelines and recommendations for clinical use of ultrasound elastography: PART 1: Basic principles and Terminology (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiina T, Nightingale KR, Palmeri ML, Hall TJ, Bamber JC, Barr RG, Castera L, Choi BI, Chou YH, Cosgrove D, Dietrich CF, Ding H, Amy D, Farrokh A, Ferraioli G, Filice C, Friedrich-Rust M, Nakashima K, Schafer F, Sporea I, Suzuki S, Wilson S, Kudo M
  • 雑誌名: Ultrasound in Medicine & Biology 巻: 41(5) 号: 5 ページ: 1126-1147
  • DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2015.03.009
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mapping viscoelastic properties by Multi-Line(ML) acoustic radiation force (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Gomyo, K. Kondo, M. Yamakawa, T. Shiina
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 9419 ページ: 94191A-94191A
  • DOI: 10.1117/12.2082456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasound elastography: Development of novel technologies and standardization (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shiina
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Physics. 巻: 53 号: 7S ページ: 07KA02-07KA02
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07ka02
  • NAID: 210000144196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex Vivo and In Vivo Assessment of The Non-Linearity of Elasticity Properties of Breast Tissues for Quantitative Strain Elastography (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Umemoto, E. Ueno, T. Matsumura, M.Yamakawa, H. Bando, T. Mitake and T. Shiina,
  • 雑誌名: Ultrasound in Medicine and Biology 巻: 40 ページ: 1755-1768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear wave elasticity imaging using inverse filtering and multiple-point shear wave generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitazaki, T ; Shiina, T. ; Kondo, K. ; Yamakawa, M
  • 雑誌名: 2014 IEEE International Ultrasonics Symposium 巻: 1 ページ: 1121-1123
  • DOI: 10.1109/ultsym.2014.0275
  • 査読あり
• [雑誌論文] 受動励振による組織粘弾性評価 の実験的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小江 啓介，近藤 健悟，山川 誠，椎名 毅
  • 雑誌名: 日本超音波医学会 基礎技術研究会抄録集 巻: 1 ページ: 7-8
• [雑誌論文] 粘弾性評価用ファントムの試作と剪断波を用いた定量的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五明 美香子† 近藤 健悟 山川 誠 椎名 毅
  • 雑誌名: 超音波エレクトロニクスシンポジウム講演論文集 巻: 35 ページ: 335-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波エラストグラフィの研究開発の現状・動向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎名 毅
  • 雑誌名: Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 32 号: 2 ページ: 63-68
  • DOI: 10.11409/mit.32.63
  • NAID: 130004554959
  • ISSN: 0288-450X, 2185-3193
• [雑誌論文] せん断波伝搬による超音波エラストグラフィの原理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山川 誠
  • 雑誌名: Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 32 号: 2 ページ: 75-80
  • DOI: 10.11409/mit.32.75
  • NAID: 130004554961
  • ISSN: 0288-450X, 2185-3193
• [雑誌論文] JSUM ultrasound elastography practice quidelines: basics and terminology (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名毅
  • 雑誌名: J. of Medical Ultrasonics 巻: 40 (4) 号: 4 ページ: 309-323
  • DOI: 10.1007/s10396-013-0490-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] JSUM ultrasound elastography practice guidelines: liver (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Kudo, T.Shiina, F. Moriyasu, H. IIjima, R. Tateishi, N. Yada, K. Fujimoto, H. Morikawa, M. Hirooka, Y. Sumino
  • 雑誌名: J. of Medical Ultrasonics 巻: 40(4) 号: 4 ページ: 325-357
  • DOI: 10.1007/s10396-013-0460-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] JSUM ultrasound elastography practice guidelines: breast (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Nakashima, T.Shiina, M. Sakurai, K.Enokido, T.Endo, H.Tsunoda, TE.Takada, T.Umemoto, E. Ueno
  • 雑誌名: J. of Medical Ultrasonics 巻: 40(4) 号: 4 ページ: 359-391
  • DOI: 10.1007/s10396-013-0457-0
  • 査読あり
• [学会発表] SWE を薄板状媒質に適用するためのHilbert-Huang Transform に基づくTime-of-flight 法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 張 俊根, 近藤 健悟, 浪田 健, 山川 誠, 椎名 毅
  • 学会等名: 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
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば）
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] 多点励振と逆フィルタによる剪断波の波長推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北﨑 智明, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
  • 学会等名: 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
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば）
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] 最近の超音波診断装置におけるイノベーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 椎名 毅
  • 学会等名: 第110 回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2015-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Ultrafast Imaging 法を用いた探触子加振による組織粘弾性計測の精度向上 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山川 誠，椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会第88回学術集会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル新高輪（東京）
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] Basic Principles and Terminology (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会第41回関西地方会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] 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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 張 俊根, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会第41回関西地方会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Shear wave を用いた粘性・弾性分布イメージング法のファントム実験による検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五明美香子, 近藤 健悟 , 山川 誠 , 椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会第41回関西地方会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Estimation of tissue viscoelasticity using inverse filter and multiple point shear wave generation (2014)
  • 著者名/発表者名: T Kitazaki , K Kondo, M Yamakawa, T Shiin
  • 学会等名: 13th International Tissue Elasticity Conference
  • 発表場所: Snowbird
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] Real-time Tissue Elastography: theory and usefulness for breast cancer diagnosis (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shiina
  • 学会等名: 12th International Workshop on Breast Imaging
  • 発表場所: Gifu
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] 剪断波による組織粘性・弾性分布の画像化の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五明美香子，近藤健悟，山川 誠，椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会 第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-10
• [学会発表] 組織弾性評価手法の最新技術動向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会 第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] プローブ加振によるせん断波を用いた2-D Transient elastography の基礎検 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山川 誠，椎名 毅
  • 学会等名: 日本超音波医学会 第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] Mechanical Modeling and Ultrasound Elasticity Imaging for Quantification of Hepatic Fibrosis
  • 著者名/発表者名: T.Shiina
  • 学会等名: IEEE EMBC 2013
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Novel imaging technology by fusion of ultrasound and optics
  • 著者名/発表者名: T.Shiina
  • 学会等名: IEEE EMBC2013 Workshop
  • 発表場所: Osaka
  • 招待講演
• [学会発表] Theory and practice of ultrasound tissue elasticity imaging in breast cancer diagnosis
  • 著者名/発表者名: T.Shiina
  • 学会等名: MICCAI 2013 Workshop on Breast Imaging Analysis
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] Mapping Viscoelastic Properties using acoustic radiation force
  • 著者名/発表者名: M.Gomyo, K.Kondo, M. Yamakawa, T. Shiina.
  • 学会等名: 12th International Tissue Elasticity Conference
  • 発表場所: Lingfield
• [図書] 図解診療放射線技術実践ガイド、断層撮影へのアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎名 毅
  • 総ページ数: 1084
  • 出版者: 文光堂