磁気共鳴顕微鏡装置を用いた生体軟組織粘弾性分布の微細断層像計測法

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本研究では、対象内部の弾性率分布を高空間分解能かつ定量的に測定可能なシステムを構築することを目的に磁気共鳴顕微鏡装置を用いて磁気共鳴弾性画像(MRE : magnetic resonance elastography)撮影システムを開発した。昨年度までに開発した外部加振装置は弾性体内部に横波を発生させるものであったが、今年度は縦波も発生可能な装置に改良した。横波のみでは弾性体内部に水の層が存在するとそれ以上深部に弾性波が伝播できないが、縦波を利用することで水の層を超えて深部の領域まで観察可能とした。改良したシステムによって得られた弾性波画像には不均一な物質が隣接する領域だけでなく、均一な領域にも複雑な模様が現れる場合がある。その原因が振動システムと撮影対象との間の接触の不良などによるものかどうかを特定するために有限要素法を用いた計算機シミュレーションを行った。シミュレーションによって得た理想的な弾性波画像と実験により得られた弾性波画像を比較すると両画像は良く一致しており、システムの不具合によるものでないことを確認した。また、弾性波画像から弾性率の分布画像を生成するための解析手法の改良をした。具体的には進行波と反射波を分離してから局所波長を求めるように変更することで定量性が向上した。また、波動方程式に基づく簡便な解析手法により、定常状態の弾性波画像から弾性率を求められるようにした。本研究によって撮影対象内部の弾性率分布を高空間分解能かつ定量的に測定可能なシステムを構築することができた。