肺実質の弾性計測のためのBラインエラストグラフィ法の開発

新型コロナウイルスCOVID-19をはじめとする肺疾患は血液のガス交換を行う肺胞に液体が貯留することにより肺本来の機能が失われる疾病であり、診断法として胸部X線CTが使われる。しかし時々刻々悪化していく病状を、患者を移動せずにベットサイドで診断したいという臨床要求は非常に強い。本研究は体表から周波数100Hz程度の低周波振動を加えた時に、肺実質を伝わるせん断波を超音波で測定し、せん断波の伝播速度から肺実質の弾性を計測する新たな方法を実現する。従来注目されなかった信号源の特徴に着目した肺実質の弾性計測法は、簡便で定量性に優れ救急医療の現場でも使える新たな医用診断法の実現に繋がる。2022年度は以下の研究を行った。Bラインせん断波伝播速度推定法の確立を目的とし、せん断波伝播モデル構築およびファントム実験を行った。胸膜直下の液体貯留された肺胞内の多重反射を想定し、多重反射信号がせん断波伝播によるドプラシフトの影響を受けるモデルを構築した。また、複数のBラインから位相差推定を行うことでせん断波速度推定が可能となるため、その実装を行った。ファントム実験については、Bラインを生じる体表-肺組織の模擬ファントム作成技術の確立に取り組んだ。まずBラインを生じさせるための液体貯留肺胞模擬材質を選定し、肺実質の模擬については肺実質の線維化評価のため、スポンジ構造を有し硬さに差を生じさせる方法を検討した。さらに含気スポンジでは超音波を用いた通常の方法では硬さの定量が難しいため、提案法との数値比較のため弾性計測する方法を検討した。さらに不完全なBラインや奥行方向に短いBラインを生じるためのファントムを用いたせん断波速度推定の検討を行った。

新型コロナウイルスCOVID-19をはじめとする肺疾患は血液のガス交換を行う肺胞に液体が貯留することにより肺本来の機能が失われる疾病であり、診断法として胸部X線CTが使われる。しかし時々刻々悪化していく病状を、患者を移動せずにベットサイドで診断したいという臨床要求は非常に強い。本研究は体表から周波数100Hz程度の低周波振動を加えた時に、肺実質を伝わるせん断波を超音波で測定し、せん断波の伝播速度から肺実質の弾性を計測する新たな方法を実現する。従来注目されなかった信号源の特徴に着目した肺実質の弾性計測法は、簡便で定量性に優れ救急医療の現場でも使える新たな医用診断法の実現に繋がる。2022年度は以下の研究を行った。Bラインせん断波伝播速度推定法の確立を目的とし、せん断波伝播モデル構築およびファントム実験を行った。胸膜直下の液体貯留された肺胞内の多重反射を想定し、多重反射信号がせん断波伝播によるドプラシフトの影響を受けるモデルを構築した。また、複数のBラインから位相差推定を行うことでせん断波速度推定が可能となるため、その実装を行った。ファントム実験については、Bラインを生じる体表-肺組織の模擬ファントム作成技術の確立に取り組んだ。まずBラインを生じさせるための液体貯留肺胞模擬材質を選定し、肺実質の模擬については肺実質の線維化評価のため、スポンジ構造を有し硬さに差を生じさせる方法を検討した。さらに含気スポンジでは超音波を用いた通常の方法では硬さの定量が難しいため、提案法との数値比較のため弾性計測する方法を検討した。さらに不完全なBラインや奥行方向に短いBラインを生じるためのファントムを用いたせん断波速度推定の検討を行った。