せん断波伝搬による組織弾性計測

DOI: 10.3179/jjmu. JJMU.R.53
◇ REVIEW ARTICLE ◇ せん断波伝搬による組織弾性計測
山越 芳樹1
山本 敦史2
弓仲 康史1
抄 録
せん断波(ずり波:shear wave)を用いた映像法は,組織の硬さの映像化ができるという期待から幾つかの製品が
市販されている.その代表的なものは,強力な超音波を集束させて生体内部にせん断波を発生させ,組織中を伝わ
るせん断波の伝搬速度から組織の特性化を行う音響放射力法(Acoustic Radiation Force Impulse : ARFI)である.
しかし,時に,測定したせん断波の伝搬速度や組織の弾性係数が予想以上にばらつくなどの印象を持たれた方も多
いと思われる.本稿では,せん断波の波としての性質を概観することにより,せん断波を組織特性化に活用する上
での課題や注意点について触れる.最後に,我々が開発を行っている簡便で定量性の高いせん断波の新たな映像法
について紹介する.
Evaluation of tissue viscoelastic properties from shear wave propagation
Yoshiki YAMAKOSHI1, Atsushi YAMAMOTO2, Yasushi YUMINAKA1
Abstract
Evaluation of tissue viscoelastic properties is a promising method in ultrasonic wave medical diagnosis, because shear
wave propagation characteristics, such as shear wave velocity, shear wave absorption, and dispersion characteristics are
closely related to tissue mechanical properties. Several imaging methods based on shear wave propagation have been
proposed, and many studies have been done using these imaging systems. However, the estimated shear velocity often
does not match with the tissue stiffness identified by hand, and the variation in the measured value is sometimes larger
than expected. In this review, characteristics of shear waves are summarized and important points are discussed regarding
use of shear waves for tissue characterization. In addition, a shear wave wavefront reconstruction method developed in
our laboratory is presented, as well as some phantom and in vivo experimental results.
Keywords
shear wave, viscoelastic properties, elastography, nonlinear properties
1.は じ め に
き出されるずり弾性率の数値をみると,組織を手で
触った時の硬さと測定値との間で対応が取りづらい
せん断波(ずり波:shear wave)は,伝搬速度が
場合がある.予想した以上に測定値がばらつく場合
組織の硬さに大きく依存すること,せん断波の伝搬
があるなどの印象を持たれる方も多いのではないか
に伴う微小変位変動が超音波ドプラ法などを用いて
と推察される.製品化された方法についての解説は
比較的高精度に測定できることから,せん断波を使っ
既に多くの解説1,2)があるのでそれらをご覧いただ
た超音波映像法が脚光を浴び,超音波医学における
きたいが,本稿では「せん断波映像系において,な
新たな映像技術として各社から製品が出されている.
ぜ測定値がばらつきやすいのか」を考察する上での
臨床応用も数多く報告されており,関連の学会誌に
ヒントになる,せん断波の波としての特徴,せん断
は肝臓,乳腺,甲状腺,骨格筋など多くの適用例が
波を組織特性化に活用する上での課題について触れ
ある.しかし,せん断波の伝搬速度や,そこから導
る.さらに,せん断波は現状の活用法以外に,医療
群馬大学理工学府,2群馬大学医学部整形外科
Graduate School of Science and Technology, Gunma University, 1︲5︲1 Tenjin, Kiryu, Gunma 376︲8515 Japan, 2Department of Orthopaedic
Surgery, Gunma University Graduate School of Medicine, 3︲39︲22 Showa, Maebashi, Gunma 371︲8511 Japan
Received on January 29, 2015; Accepted on March 3, 2015 J-STAGE. Advanced published. date: May 7, 2015
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Jpn J Med Ultrasonics