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超音波による実時間三次元心筋局所収縮率分布イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14580811
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 医用生体工学・生体材料学
研究機関筑波大学

研究代表者

椎名 毅  筑波大学, 電子・情報工学系, 教授 (40192603)

研究分担者 千田 彰一  香川医科大学, 医学部附属病院総合診療部, 教授 (30145049)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード医用画像システム / 超音波診断 / 心筋収縮率分布 / 可視化技術 / 非侵襲計測 / 虚血性心疾患 / 心筋壁運動異常診断
研究概要

心筋壁運動の異常は、心筋梗塞等の虚血性疾患の早期に現れ、さらに局所壁運動異常の客観的、定量的な診断は、心疾患の病態評価や治療法の選択に役立つと考えられる。本研究では、従来の組織ドプラ法や心筋ストレイン法のようなビーム軸方向のみの壁運動の検出による限界を克服し、心筋壁運動の客観的、定量的な診断を可能とするため、真の収縮の状態を実時間で可視化する手法を開発することを目的とする。
このため、二次元アレイプローブを用いた多次元的計測により、三次元の心筋局所変位ベクトルを計測する手法を開発した。また、変位ベクトルから得られる、歪みテンソルをもとに、心筋の局所収縮能を表すスカラー量としてのパラメータを導出し、心筋局所収縮能を画像化する手法を提案した。
さらに、測定系モデル、心筋モデルを用いたシミュレーションにより、本手法における梗塞部位の描出能、および心臓自体の大きな動きや雑音分に対する頑健性について評価した。その結果、三次元の変位ベクトルの計測には、雑音に対し高い頑健性を持つことが示された。また、座標系に依存しないパラメータによる心筋の局所収縮率分布の画像化では、心筋の梗塞部位をその位置によらず描出されることを検証した。最後に装置化の簡便性の点から本手法を、通常の一次元アレイプローブに適用した二次元心筋ストレイン法についても検討した。
以上、開発した手法では、心筋局所収縮率を高速、定量的に、かつ従来法では検出が困難な位置にある梗塞部位でも描出可能なことが確認された。実用化のためには、今後、二次元アレイプローブを用いた評価システムによる、臨床計測に近い条件での実験的検証が必要であるが、当初の目的はほぼ達成されたと考える。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Myocardial Strain Imaging Based on Two-Displacement Vector Measurement"Japanese Jounal of Applied Physics. Vol.43,No.5B(In press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Ultrasonic Imaging Based on Measurements of Viscoelastic Hysteresis in Soft Tissue"生体医工学. Vol.41 No.4. 295-305 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa M, Nitta N, Shiina T, Matsumura T, Tamano S, Mitake T, Ueno E: "High-speed Freehand Tissue Elasticity Imaging for Breast Diagnosis"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42,No.5B. 3265-3270 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Yamakawa M, Nitta N, Ueno E, Matsumura T, Tamano S, Mitake T: "Clinical Assessment of Real-time Freehand Elasticity Imaging System Based on the Combined Autocorrelation Method"2003 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings. 664-667 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa M, Nitta N, Shiina T, Matsumura S, Tamano T, Mitake, Miyanaga N, Akaza H: "A Feasibility Study of Prostate Needle Biopsy Supported by Freehand Elasticity Imaging"2003 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1254-1257 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Estimation of Nonlinear Parameter of Tissues by Ultrasound"Japanese Journal of Applied Physics. 41,Part 1,5B. 3572-3578 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawasaki R, Shiina T: "Experimental Investigation of 3D Velocity Vector Measurement Using Ring Array Probe."IEICE Trans.Inf.& Syst.. Vol.E85-D, No.1. 45-51 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T, Ueno E: "Quantitative Assessment and Imaging of Viscoelastic Properties of Soft Tissuem"2002 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings. 1839-1843 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Nitta N, Ueno E, Bamber JC: "Real Time Tissue Elasticity Imaging Using the Combined Autocorrelation Method"Jounal of Medical Ultrasonics. Vol.29,Autumn. 119-128 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Nitta N, Yamagishi M: "Coronary Artery Characterization Based on Tissue Elasticity Imagnig - in vivo Assessment -"2002 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings. 1811-1814 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 椎名 毅, (伊東紘一編): "超音波医学最前線-新技術と臨床応用-Tissue Elasticity Imaging"医歯薬出版. 250(84-81) (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Myocardial Strain Imaging Based on Two-Dimensional Displacement Vector Measurement"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.43, No.5B(in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Ultrasonic Imaging Based on Measurements of Viscoelastic Hysteresis in Soft Tissues"Biomedical Medical Engineering. Vol.41, No.4. 295-305 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa M, Nitta N, Shiina T, Matsumura T, Tamano S, Mitake T, Ueno E: "High-speed Freehand Tissue Elasticity Imaging for Breast Diagnosis"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42, No.5B. 3265-3270 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Yamakawa M, Nitta N, Ueno E, Matsumura T, Tamano S, Mitake T: "Clinical Assessment of Real-time Freehand Elasticity Imaging System Based on the Combined Autocorrelation Method"2003 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings. 664-667 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa M, Nitta N, Shiina T, Matsumura S, Tamano T, Mitake T, Miyanaga N, Akaza H: "A Feasibility Study of Prostate Needle Biopsy Supported by Freehand Elasticity Imaging"2003 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1254-1257 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T: "Estimation of Nonlinear Parameter of Tissues by Ultrasound"Japanese Journal of Applied Physics. 41, Part 1, 5B. 3572-3578 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawasaki R., Shiina T: "Experimental Investigation of 3D Velocity Vector Measurement Using Ring Array Probe"IEICE Trans.Inf.& Syst.. Vol.E85-D, No.1. 45-51 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nitta N, Shiina T, Ueno E: "Quantitative Assessment and Imaging of Viscoelastic Properties of Soft Tissue"2002 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1839-1843 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Nitta N, Ueno E, Bamber JC: "Real Time Tissue Elasticity Imaging Using the Combined Autocorrelation Method"Journal of Medical Ultrasonics. Vol.29, Autumn. 119-128 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina T, Nitta N, Yamagishi M: "Coronary Artery Characterization Based on Tissue Elasticity Imaging -in vivo Assessment -"2002 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1811-1814 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 新田尚孝: "血管内エコー法を用いた冠動脈弾性イメージング"電子情報通信学会論文誌D II. Vol.J87-D-II, No.1. 78-87 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naotaka Nitta: "Ultrasonic Imaging Based on Measurements of Viscoelastic Hysteresis in Soft Tissue"生体医工学. Vol.41, No.4. 295-305 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamakawa: "High-speed Freehand Tissue Elasticity Imaging for Breast Diagnosis"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42, No.5B. 3265-3270 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuyoshi Shiina: "Clinical Assessment of Real-time Freehand Elasticity Imaging System Based on the Combined Autocorrelation Method"2003 IEEE Internationa ; Ultrasonics Symposium Proceedings. 664-667 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naotaka Nitta: "Myocardial Strain Imaging Based on Three-Dimensional Motion Tracking"2003 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1258-1261 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naotaka Nitta: "Hysteresis Parameter Imaging of Soft Tissue under Quasi-Static Deformation"2003 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings. 1606-1609 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naotaka Nitta: "Estimation of Nonlinear Parameter of Tissues by Ultrasound"Japanese. Journal of Applied Physics. Vol.41 Part1, 5B. 3572-3578 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yusuke Kawasaki: "Experimental Investigation of 3D Velocity Vector Measurement Using Ring Array Probe"IEICE Transactions on Information & Systems. Vol.E85-D No.1. 45-51 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 椎名 毅: "生体組織の非線形弾性パラメータの抽出-臨床における新たな組織性状診断のための定量的イメージング法-"超音波TECHNO. Vol.14, No.6. 106-109 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 椎名 毅: "超音波イメージング"INNERVISON. Vol.17 No.5. 54-61 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 椎名 毅: "超音波による心筋収縮率分布の可視化技術"日本音響学会2003年春季研究発表会講演論文集. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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