| 研究概要 |
(1)既に作成された計測装置は,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,すでに開発した計測装置を改造し,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)本研究者が独自に開発した非定常信号のスペクトルの遷移パターンを高精度に推定できる推定法を導入し,微小振動を計測後に時間-周波数解析結果が得られるようにし,心臓壁の微小振動のリアルタイム診断システムとして完成させた。
(3)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。
(4)上記(1)(2)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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,心周期各自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,全く新しい情報が悲観血的に体表から決定でき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。
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