2022 Fiscal Year Annual Research Report
Accurate functional imaging of artery using ultrafast ultrasound
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18KK0110
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
長谷川 英之 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (00344698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉木 潔 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (20435928)
長岡 亮 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (60781648)
斎藤 こずえ 奈良県立医科大学, 医学部, 病院教授 (80398429)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 超音波 / 循環動態 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに，相手国研究者のLund大学Cinthio准教授が所有する20 MHz以上の高周波超音波アレイ振動子が使用可能な装置に，本研究でこれまでに実現した，毎秒数千枚の撮像速度を可能とする超高速超音波イメージング法を導入し，動物を対象とした実験データを計測した．本年度は，当該実験データを解析することにより微小血管の描出を試みた．赤血球など血球からの微弱超音波散乱波を検出するために，クラッタフィルタとよばれる高域通過フィルタが用いられるが，微小血管内の血流は低速であり，従来のクラッタフィルタでは検出が難しいため，特異値分解を用いた適応的クラッタフィルタについて検討を行い，微小血管網の描出が可能であることを示した．当該実験においては，偏向平面波を用いた超高速超音波イメージングを行っているが，研究代表者は偏向平面波を用いた送受信シーケンスに特化した適応的クラッタフィルタを開発しており，微小血管描出においても有用であることを検証した．また，血流画像の信号対雑音比を向上させるためには，複数の血流画像の加算が必要であるが，対象に動きがある場合，位置ずれにより加算の効果が減弱してしまう．そのため，クラッタフィルタ前の組織信号から組織の動きを追跡し，加算時に動き補正を行う手法を開発した．
本研究ではさらに，描出した超音波エコー信号から血流の定量計測についても検討を行った．研究代表者は，偏向平面波を用いた超高速超音波イメージング速度推定における受信超音波信号の波数ベクトルの推定に基づく中心周波数やビーム偏向角度推定法などにより高精度に速度推定が行えることを示した．それら推定法に関して，超音波周波数や配列型振動子の素子間隔への依存性などを検討し，血管モデルに対する超音波送受信を模擬する数値シミュレーションにより，高精度な速度推定を行うために必要な条件を明らかにした．
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