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心臓壁の微小振動の非侵襲的計測と非定常信号解析による心筋の弾性特性評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 08650473
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測・制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

金井 浩  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10185895)

研究分担者 小岩 喜郎  東北大学, 医学部, 助教授 (80091685)
中鉢 憲賢  東北学院大学, 工学部, 教授 (20006224)
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
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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
研究概要

(1)周波数スペクトルから心筋の瞬時的な弾性特性を算出する手法の開発と評価 既に研究者が行なっている「シリコーンゴムの弾性球殻の振動の解析から弾性率を算出するための基礎研究」と、本研究者によって開発された非定常スペクトル解析法を結合し、計測された心臓壁の微小振動の非定常スペエ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開発した。
(2)既存の超音波計測システムの臨床応用可能な診断システムへの改造 本研究者は、既に心筋の微小振動の非侵襲的計測のための新しい超音波計測システムを開発してきた。この処理系全体を再設計し、東北大学付属病院において100人程度の正常者と患者の多量のデータの計測と解析を可能とするため、操作性を向上し、処理効率を改善し、大規模データの記憶などの機能を付加した。
(3)診断システムによる処理の詳細にわたる検討・評価 上記(2)で機能を付加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。さらに、処理系全体の精度の評価を行った。
(4)50人の正常者/患者の心筋微小振動の計測と心筋弾性特性の算出 分担者の小岩が属する東北大学付属病院において、上記システムを用いて、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。
(5)東北大学付属病院第一内科などにおいて、焼く50人の心疾患の患者の心臓壁の微小振動を抽出し、様々な解析によって、心筋症における診断基準の決定を行なった。
(6)上で開発した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を詳細に比較し、心周期各時相における弾性特性の変化をカラー表示した。これによって、従来にはない全く新しい循環器系の定量的精密計測診断法が開発できた。

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

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Hiroshi Kanai, Masaki Imai, and Noriyoshi Chubachi:""Accurate Power Spectrum Estimation ofa 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:""静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
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      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. 851-560 (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:""Noninvasive Evaluation of Local Myocardial Thickening and Its Color-Coded Imaging,"" IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control.44・4. 752-568 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tanaka, H, Kanai, N.Hoshimiya, N.Chubachi: ""Dependence of Elasitc Modulus on Inner Pressure of Tube Wall Estimated from Measured Pulse Wave Velocity,"" IEICE Transactions of Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Science,. (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. 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 accurate noninvasive measurement of small vibrations on arterial wall"" The Journal of Acoustical Society of Japan. Vol.53, No.5. 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 vibrations on the arterial wall measured using ultrasound in in vivo"" The Journal of Acoustical Society of Japan. Vol.53, No.7. 517-523 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      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. 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 Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.Vol.44, No.4. 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] 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. 83・2. 297-303 (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)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 小澤仁, 金井浩, 中鉢憲賢: "“超音波によってin viro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. 5307. 517-523 (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)

    • 関連する報告書
      1997 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 Thickening and 1ts Color-Coded Imaging,"" IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control.44・4. 752-768 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takano, H.Kanai, N.Hoshimiya, N.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,. (印刷中). (1998)

    • 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縦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" 日本超音波医学会誌. 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" 日本音響学会誌. 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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