講演名 2018-02-19
皮膚組織のマルチスケール臨床データ解析とエコーシミュレーションによる検証
大村 眞朗(千葉大), 吉田 憲司(千葉大), 本田 瑶季(千葉大), 秋田 新介(千葉大), 真鍋 一郎(千葉大), 山口 匡(千葉大),
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抄録(和) リンパ浮腫などを罹患した皮膚組織において,初期の線維化や炎症程度を超音波定量診断法により指標化することを目指している.本報告では,摘出正常ヒト皮膚(n=3)と重度リンパ浮腫(n=1)からのRFエコー信号を自作スキャナと15,25 MHz(中心周波数)の単一凹面振動子を用いて計測し,エコー振幅包絡像の特徴を整理した.さらに,組織構造の差を指標化するために,後方散乱係数および統計分布を用いた信号解析法を適用した.組織構造の評価パラメータとして,Homodyned-K分布のパラメータ$mu$および1/($kappa$+1),後方散乱係数の積分値(IB)に着目した.特に25 MHz振動子での解析結果では,エコー強度に関連する評価パラメータの算出結果に差がみられた[中央値 (四分位範囲):$mu$=0.71 (0.43-1.16),IB=4.32 (2.20-10.3)×10^{-3 }sr^{-1} mm^{-1} (正常皮膚)および $mu$=2.03 (1.32-2.89),IB=13.0 (6.49-23.4)×10^{-3 }sr^{-1 }mm^{-1}(リンパ浮腫)].正常皮膚に比して,リンパ浮腫組織が高散乱体密度かつ後方散乱波のエネルギーが大きいと想定される.病理像を用いて作成した膠原線維の数密度が異なる媒質モデルに対し,エコーシミュレーションを検討した結果においても,低散乱体密度なモデルに比して高散乱体密度なモデルの評価パラメータが高いことから,実信号解析の結果を裏付けることができた.
抄録(英) The goal of this study is to develop a quantitative ultrasound (QUS) method for diagnosing skin fibrosis or inflammation at the early stage of lymphedema. In this report, we characterized ex-vivo normal skin (n=3) and lymphedema skin (n=1) samples. RF echo signals were acquired using a self-made ultrasonic scanner with a 15 MHz and 25 MHz single element concave transducer. Moreover, we applied the signal analysis method using the echo amplitude envelope and the backscatter coefficient (BSC) to assess the conditions of collagen fibers. QUS parameters were clustering parameter $mu$ and diffuse to total signal power ratio parameter 1/($kappa$+1) of Homodyned-K distribution, and integrated BSC (IB) that indicates the intensity of backscattered echo signals. The median (25-75 percentiles) of calculated QUS parameters with 25 MHz transducer is below: $mu$ = 0.71 (0.43-1.16), IB = 4.32 (2.20-10.3)×10^{-3 }sr^{-1} mm^{-1} in the normal skin, and $mu$ = 2.03 (1.32-2.89), IB = 13.0 (6.49-23.4)×10^{-3 }sr^{-1} mm^{-1} in the lymphedema skin. It is considered that the number density of collagen fibers in the lymphedema dermis is higher, and its backscattered signal is more hyperechoic than normal dermis tissues due to skin fibrosis. This result in lymphedema skin was verified by computer simulation reflecting high number density with collagen fibers.
キーワード(和) 組織性状診断 / マルチスケール / エコー信号解析法 / シミュレーション / 皮膚組織
キーワード(英) Tissue Characterization / Multiscale / Echo Signal Analysis Method / Simulation / Skin Tissues
資料番号 US2017-116
発行日 2018-02-12 (US)

研究会情報
研究会 US
開催期間 2018/2/19(から1日開催)
開催地(和) 東京都立産業技術研究センター本部
開催地(英)
テーマ(和) アコースティックイメージング、非破壊検査、一般 (共催:日本非破壊検査協会超音波部門、日本音響学会アコースティックイメージング研究会)
テーマ(英)
委員長氏名(和) 黒澤 実(東工大)
委員長氏名(英) Minoru Kurosawa(Tokyo Inst. of Tech.)
副委員長氏名(和) 遠藤 信行(神奈川大) / 竹内 真一(桐蔭横浜大)
副委員長氏名(英) Nobuyuki Endoh(Kanagawa Univ.) / Shinichi Takeuchi(Toin Univ. of Yokohama)
幹事氏名(和) 長谷川 英之(富山大) / 森田 剛(東大)
幹事氏名(英) Hideyuki Hasegawa(Univ. of Toyama) / Takeshi Morita(Univ. of Tokyo)
幹事補佐氏名(和) 土屋 健伸(神奈川大)
幹事補佐氏名(英) Takenobu Tsuchiya(Kanagawa Univ.)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Technical Committee on Ultrasonics
本文の言語 JPN
タイトル(和) 皮膚組織のマルチスケール臨床データ解析とエコーシミュレーションによる検証
サブタイトル(和)
タイトル(英) Multiscale Analysis of Skin Tissues in Clinical Study and Verification by Echo Simulation
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) 組織性状診断 / Tissue Characterization
キーワード(2)(和/英) マルチスケール / Multiscale
キーワード(3)(和/英) エコー信号解析法 / Echo Signal Analysis Method
キーワード(4)(和/英) シミュレーション / Simulation
キーワード(5)(和/英) 皮膚組織 / Skin Tissues
第 1 著者 氏名(和/英) 大村 眞朗 / Masaaki Omura
第 1 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
第 2 著者 氏名(和/英) 吉田 憲司 / Kenji Yoshida
第 2 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
第 3 著者 氏名(和/英) 本田 瑶季 / Tamaki Honda
第 3 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
第 4 著者 氏名(和/英) 秋田 新介 / Shinsuke Akita
第 4 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
第 5 著者 氏名(和/英) 真鍋 一郎 / Ichiro Manabe
第 5 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
第 6 著者 氏名(和/英) 山口 匡 / Tadashi Yamaguchi
第 6 著者 所属(和/英) 千葉大学(略称:千葉大)
Chiba University(略称:Chiba Univ.)
発表年月日 2018-02-19
資料番号 US2017-116
巻番号(vol) vol.117
号番号(no) US-441
ページ範囲 pp.25-30(US),
ページ数 6
発行日 2018-02-12 (US)