2021 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrasonic visualization of propagation of electrical excitation causing contraction by measuring human myocardial response
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19K22943
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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) |
荒川 元孝 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (00333865)
森 翔平 東北大学, 工学研究科, 助教 (50815149)
高瀬 圭 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 医用超音波計測 / 電気的興奮の伝導経路 / 心臓収縮 / 心筋応答 / 虚血状態 / 非侵襲的早期診断 / 医用超音波 / 位相差トラッキング法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
虚血性心疾患の初期段階である虚血部は，速やかに冠動脈を再灌流させることで心筋の壊死を回避できる。そのため虚血性心疾患の診断・治療では，虚血部の迅速な同定が重要となる。我々は動物実験において虚血部では心筋収縮の伝播速度が正常部に比べて低下することを超音波で計測し報告してきた。しかし心電図R波付近で，どのような現象が起きているかまでは評価されて来なかった。この現象は，心筋虚血部を検出する診断法を確立するためには必要である。昨年度は，開胸ブタ心臓の心室中隔壁に対して，正常心筋と虚血心筋の速度波形を超音波計測し比較し，それらの間の差異を明示することができた。
本年度は，心臓の超音波計測の精度を，さらに向上させるための研究を行った。(1)高速で動く心臓壁のトラッキングを行うために，従来は超音波ビーム数を減らす必要があり，空間分解能の低下を招いていた。本年度は，フレームレートを低下させずに，かつ心臓壁の高速な速度成分をトラッキングするための２通りの方法を研究開発した。また，(2)心臓壁のトラッキングを行って，さらに心臓壁の収縮特性を評価するためには，心臓壁の局所ごとの厚み変化の高精度な計測が必要となるが，そのための新たな手法を研究開発した。以上から，従来の手法が不得意としていた「心臓壁の高速な動きのトラッキング」と「心臓壁の厚み変化（伸縮特性）の評価」が可能となった。これらから，心臓収縮を起こす電気的興奮の伝導に伴う生体ヒト心筋の収縮応答性の非侵襲的可視化が達成されたものと言える。
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