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心臓疾患の早期診断法の開発を目指した心筋の微小振動の非侵襲的定量計測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08405031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測・制御工学
研究機関東北学院大学 (1997)
東北大学 (1996)

研究代表者

中鉢 憲賢  東北学院大学, 工学部, 教授 (20006224)

研究分担者 金井 浩  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10185895)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
16,300千円 (直接経費: 16,300千円)
1997年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1996年度: 14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
キーワード心筋弾性特性 / 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 / 心臓疾患 / 動脈硬化症 / 心内圧 / 早期診断 / 振動計測 / 微小振動 / 心筋の弾性値
研究概要

我々が既に開発してきた計測・解析手法と計測システムを,大振幅変位が重畳している心臓壁の微小振動の計測へ適用するには,超音波診断装置による計測後,膨大な演算が必要であり,臨床応用はできなかった.そこで本研究においては、次の項目を研究を行なった。
(1)既に開発した計測装置は,大振幅変位のない腹部大動脈などへは適用可能であるが,大振幅変位が重畳している心臓壁に関しては,変位運動のトラッキングが必要であり臨床応用できなかった.そこで、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た.
(2)計測された心臓壁の微小振動の非定常なスペクトル解析で得られた主周波数の時間的遷移から,壁の瞬時的な弾性特性を算出するための手法を上記の診断システムに導入し,実験的に評価した.
(3)上記(1)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。
(4)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.
(5)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。
(6)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微量を決めた。
本研究の成果により、従来の超音波診断装置では計測できなかった、心臓の心筋の各部位の振動状態や弾性特性など、全く新しい情報が非観血的に体表から決定出来るようになったと言える。これらの成果は,今後の循環器の各種疾患の診断・治療・進行予防の分野に大きな意義を持つものと考えられる。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Hiroshi Kanai, Masaki Imai, and Noriyuoshi 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長谷川 英之, 金井 浩, 中鉢 憲賢, 小岩 喜郎:"“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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kanai, H.Hasegawa, N.Chubachi, Y.Koiwa, and M.Tanaka:"“Noninvasiue 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takano, H.Kanai, N.Hoshimiya, N.Chubachi:"“Dependence of Elastic,Modulus on Inner Pressure of Tube Wall Estimated from Mcasurcd Pulse Wave Vclocity,"" IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences,. (印刷中). (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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. Vol.83, No.2(March/April). 297-303 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Hasegawa, Hiroshi Kanai, Noriyoshi Chubachi, Yoshiro Koiwa: "Evaluation of local elastic characteristics by accurte nonin vasive measuurement of small vibrations on arterial wall" The Journal of Acoustical Societyof Japan. Vol.53, No.5(May). 346-351 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masashi Ozawa, Hiroshi Kanai, Noriyoshi Chubachi: "Analysis of small vibration on the arterial wall measured using ultrasound in in vivo" The Journal of Acoustical Society of Japan. Vol.53, No.7(July). 517-523 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Hasegawa, Hiroshi Kanai, Noriyoshi Chubachi, Yoshiro Koiwa: "Evaluation of the Elastic Modulus of the Arterial Wall by Accurate Noninvasive Measurement of Change in Its Thickness" Japanese Journal of Medical Ultrasonics. Vol.24, No.6(June). 851-860 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Kanai, Hideyuki Hasegawa, Noriyoshi Chubachi, Yoshiro Koiwa, and Motonao Tanaka: "Noninvasive Evaluation of Local Myocardial Thickening and Its Color-Coded Imaging" IEEE Transaction on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Freguency Control.Vol.44, No.4(July). 752-768 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko Takano, Hiroshi Kanai, Nozomu Hoshimiya, Noriyoshi 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. (in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長谷川英之,金井浩,中鉢憲賢,小岩喜朗: "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)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川英之,金井浩,中鉢憲賢,小岩喜朗: "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" J.Medical Ultrasonics. 24・6. 851-860 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢仁,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の解析" 日本音響学会誌. 53・7. 517-523 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 中屋重光,金井浩,中鉢憲賢: "胸壁から計測した心臓壁微小振動の解析による拡張末期圧と心筋弾性値の非侵襲的計測" J.Medical Ultrasonics. 24・9. 1468- (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤,小澤,金井,中鉢:""動脈壁上の複数点における微小振動計測とスペクトル解析,"" 日本超音波医学会誌. 23・4. 271-280 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M. Sato, H. Kanai, N. Chubachi, H. Honda, and Y. koiwa:""Method for Noninvasive Estimation of Left Ventricular End Diastolic Pressure Based on Analysis of Heart Wall Vibration,"" Electronics Letters,. 32・11. 949-950 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 木村,浅井,金井,中鉢:""距離分解能の向上を目指した二端子対網回路の継続逆行列による超音波トランスジューサの狭帯域特性の改善法,"" 日本音響学会誌. 23・6. 3-14 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤,金井,中鉢,本田,小岩:""心臓壁の微小振動の解析による左心室拡張末期圧の非侵襲的計測、"" 日本超音波医学会誌. 52・9. 703-710 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kanai, M. Sato, Y. Koiwa, and N. Chubachi:""Transcutaneous Measurement and Spectrum Analysis of Heart Wall Vibrations,"" IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.43・5. 791-810 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kanai, H. Hasegawa, N. Chubachi, Y. Koiwa, and M. Tanaka:""Noninvasive Evaluation of Local Myocardial Thickness in Heart Wall and Its Color Coded Imaging,"" IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.44(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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