2017 Fiscal Year Annual Research Report
A study on noninvasive ultrasonic measurement of visco-elastic property between blood pressure and strain
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17H02105
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金井 浩 東北大学, 工学研究科, 教授 (10185895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高瀬 圭 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 医用超音波 / 血圧－血管径同時計測 / 動脈硬化症超早期診断 / 血管内皮機能評価 / 動脈壁粘弾性特性 / 正圧電効果 / 血圧－血管径ヒステリシス特性 / Voigtモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背景：動脈硬化症の超早期診断には，血管内皮機能の評価が重要である．そこで我々は超音波プローブの正圧電効果を用いて血圧波形の計測が可能であることを示した．また，超音波の送受信に加えて血圧波形を同時に計測できるように改造した超音波プローブを作製し，血圧－血管径のヒステリシス特性を推定した．
平成29年11月、超音波プローブの計測実験を行った結果、当初の予想よりも雑音が多く増幅回路が必要であることが判明し、研究遂行上、プローブに接続する電子回路の製作が必要となった。信号の振幅を大きくした電子回路を設計・製作するのに4ヶ月を要したため、プローブの計測実験の開始が遅れた。
実験成果：192 ch のリニアアレイプローブを改造し，専用の電子回路を製作し，中心1素子を超音波の送受信部と電気的に切り離すことで，圧電素子からの信号を外部へと取り出した．この改造プローブを超音波診断装置に接続し，超音波の送受信を行ったところ，雑音を低減することに成功している。
さらに，得られた超音波RF信号に対して，位相差トラッキング法を用いて，血管径を取得した．血圧波形の計測では，圧電素子からの出力電圧を積分することで血圧波形を取得し，再現性を確認している．血圧の絶対値を得るため，右手において収縮期と拡張期血圧を計測し校正した．
結言：新しく改造した単一超音波プローブに，設計製作した専用の電子回路を用いて，血圧波形と径変化を同時に計測できることを確認し，さらに，血圧－血管径のヒステリシス特性を推定している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
192 ch のリニアアレイプローブを改造し，専用の電子回路を製作し，中心1素子を超音波の送受信部と電気的に切り離すことで，圧電素子からの信号を外部へと取り出した．この改造プローブを超音波診断装置に接続し，超音波の送受信を行ったところ，雑音を低減することに成功している。
さらに，得られた超音波RF信号に対して，位相差トラッキング法を用いて，血管径を取得した．血圧波形の計測では，圧電素子からの出力電圧を積分することで血圧波形を取得し，再現性を確認している．血圧の絶対値を得るため，右手において収縮期と拡張期血圧を計測し校正した．
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| Strategy for Future Research Activity |
プローブによる押圧が大きくなる（血管の縦横比が小さくなる）につれて弾性率が小さく推定されることがわかり，この押し圧の弾性率への影響とその低減方法を検討する必要がある。
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