Clinical application of diagnostic technology for blood flow related diseases by using in-vivo blood flow velocimetry method

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K16412
• Research Institution: National Institute of Technology, Toyama College
• Principal Investigator: 秋口 俊輔 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50462130)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 血管血流分布画像 / in-vivo計測 / イメージング / レーザードップラー流速分布測定装置

Outline of Annual Research Achievements

本申請課題は完全非侵襲での生体内計測が可能なレーザードップラー流速分布測定装置を開発し、血管血流と関連がある症状の観察への応用を目指したものである。具体的な達成目標として、実際の現場での利便性や患者への負担軽減を視野に入れた高速処理によるリアルタイムイメージング化と、計測が難しい低血流速となる末梢部血管での血管走行判断を設定し取り組んだ。一つ目の目標についてハードウェア、ソフトウェア両面から改善を行った。ハードウェア面の対策としては、これまで1次元的に配置していたファイバーアレイを面状に配置することで1面を同時に計測可能とした。また、これまでのデータ取得に用いていたデータレコーダーをADボードに変更することで直接解析用PCにデータを取り込むことを可能とした。ソフトウェア面ではGPGPUでの処理内容を見直すことにより解析処理の時間短縮を行った。これにより、FFTにより流速算出を行う際に必要となるデータ点数を所得する時間内で１ステップ前に取得したデータの処理を行うことが可能となった。また、今後計測点数が増加することを視野に入れた同時計測可能点数の推定を行った。その結果、従来手法では100点程度の同時計測で解析処理時間が計測時間を上回ることが予測された。上記の処理内容に見直すことによってこの点数が400点近くまで増加しても解析処理時間が計測時間を上回ることはないことが予測された。二つ目の末梢部血管での血管走行判断では、従来手法では判断が困難であることが判明した。そこでこの問題に関して、これまで用いていたドップラー周波数だけでなく、散乱光強度にも着目することで解決を図った。これにより当初予定していたものに加え、例えば末梢部血管での異常が検出されることがある糖尿病患者に対する診断装置としての利用といった応用が可能となり、本装置の適用範囲が広がることが分かった。