1997 Fiscal Year Annual Research Report
心筋の早期診断を可能とする心臓壁微小振動の超音波計測及び解析装置の開発
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08555096
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金井 浩 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10185895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小岩 善郎 東北大学, 医学部, 助教授 (80091685)
中鉢 憲賢 東北学院大学, 工学部, 教授 (20006224)
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| Keywords | 心筋弾性特性 / 心筋症 / スペクトル解析 / 超音波診断 / 非侵襲的診断 / 超音波ドプラ / 微小振動計測 / 循環器疾患 |
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| Research Abstract |
我々が既に開発した計測・解析手法と計測システムのプロトタイプは,大振幅変位のない腹部大動脈などへの適用は容易であるが,大振幅変位が重畳している心臓壁に関して計測結果と解析結果を得るためには,超音波診断装置による計測後,膨大な演算が必要であり,臨床応用はできない.そこで本研究において、平成8年度には、すでに開発した計測装置を改造し,大振幅で動いている心臓壁の位置をリアルタイムでトラッキングできる診断システムを構築し,心臓壁上の微小振動のリアルタイム計測を可能とし、本研究者が独自に開発した非定常信号のスペクトルの遷移パターンを高精度に推定できる推定法を導入し,微小振動を計測後に時間-周波数解析結果が得られるようにし,心臓壁の微小振動のリアルタイム診断システムとして完成させた.この成果をもつに、平成9年度には、次の項目を研究開発した。
(1)上記で構築した診断システムによって、動物の実際の心臓などの臓器への適用実験とヒト心臓の各部位への適用実験を行って、これまでの机上の開発では得られなかった処理の細部にわたる問題点を見い出し、解決した。
(2)分担者の小岩が属する東北大学附属病院において、上記システムを用いて、約50人の正常者/患者の心臓壁振動を抽出し,精度などを評価した。上記の結果をもとに,構築した診断システムの改良を行なった.
(3)東北大学附属病院第一内科において、構築した診断システムを用いて、さらに約30人の心筋症の患者の心臓壁の微小振動を抽出した。
(4)微小振動の周波数スペクトルから心筋の弾性率を算出する手法を,計測収集した振動データに適用し、心筋症患者と正常者の心筋の弾性特性の差異を統計的に詳細に比較し,心周期各時相における弾性特性の変化をもとに、心筋の梗塞部位などを決定付ける特徴量を決めた。
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[Publications] Hiroshi Kanai, Masaki Imai, and Noriyoshi Chubachi:""Accurate Power Spectrum Estimation of a Damped Sinusoidal Signal in Low SNR Cases Based on a Newly Defined Transfer Function,"" Acustica・acta acustica. 83・2. 297-303 (1997)
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[Publications] 長谷川英之, 金井 浩, 中鉢憲賢, 小岩善郎:"“動脈壁の微小振動の非侵襲的高精度計測による局所弾性特性の評価,"" 日本音響学会誌. 53・5. 346-351 (1997)
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[Publications] 小澤 仁, 金井 浩, 中鉢憲賢:"“超音波によってin vivo計測された動脈壁上の微小振動波形の解析"" 日本音響学会誌. 53・7. 517-523 (1997)
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[Publications] 長谷川英之, 金井 浩, 中鉢憲賢, 小岩喜郎: "“動脈壁厚変化の非侵襲的高精度計測による動脈壁弾性率の評価,"" 日本超音波医学会誌. 24・6. 851-860 (1997)
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[Publications] H.Kanai, H.Hasegawa, N.Chubachi, Y.Koiwa, and M.Tanaka:""Noninvasive Evaluation of Local Myocardial Thickening and Its Color-Coded Imaging,"" IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control.44・4. 752-768 (1997)
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[Publications] M.Tanaka, H.Kanai, N.Hoshimiya, N.Chubachi:""Dependence of Elastic Modulus on Inner Pressure of Tube Wall Estimated from Measured Pulse Wave Velocity,"" IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences,. (印刷中). (1998)
