超音波診断シミュレーションに用いる生体数値モデルの開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19700393
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 明石工業高等専門学校
• 研究代表者: 細川 篤 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (00321456)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 海綿骨 / 超音波伝搬 / 高速波・低速波 / 骨梁構造 / 数値モデル

研究概要

本研究ではまず、骨中を伝搬する超音波の特性、特に高速波・低速波と呼ばれる海綿骨中を伝搬する縦波の特性における変動の要因について、三次元X線μCT画像から作製した海綿骨モデルを利用した時間領域差分法(FDTD法)による数値シミュレーションによって明らかにした。更に、高速波・低速波の特性を再現可能な海綿骨の擬似モデルを開発した。これらの成果は、ヒトの骨状態の超音波診断をシミュレーションする事が出来る数値モデル開発の基盤となった。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical analysis of variability in ultrasound propagation properties induced by trabecular microstructure in cancellous bone (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ferroelectr. Freq. Control Vol.56,No.4(Reviewed) ページ: 738-747
• [雑誌論文] Development of a numerical cancellous bone model for finite-difference time-domain simulations of ultrasound propagation (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ferroelectr. Freq. Control Vol.55,No.6(Reviewed) ページ: 1219-1233
• [学会発表] Effect of porosity distribution in a propagation direction on ultrasound waves through cancellous bone (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 学会等名: 2009 IEEE International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Ergife Palace Hotel, Roma, Italy
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] Fast and slow waves propagating through cancellous bone with porosity distribution in a propagation direction (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 学会等名: 3rd European Symposium on Ultrasonic Characterization of Bone
  • 発表場所: Kazimierz Wielki University, Bydgoszcz, Poland
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Investigation of effect of trabecular microstructure on ultrasound propagation through cancellous bone using finite-difference time-domain simulations (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 学会等名: Acoustics'08
  • 発表場所: Paris des Congres, Paris, France
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] Development of a simplified trabecular model and ultrasound simulationin cancellous bone (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Hosokawa
  • 学会等名: 2nd European Symposium on Ultrasonic Characterization of Bone
  • 発表場所: Halle University, Halle, Germany
  • 年月日: 2007-07-19