• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

脈管・周辺軟組織を対象とした超高速超音波組織性状診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J01391
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関富山大学

研究代表者

大村 眞朗  富山大学, 工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード高速超音波撮像 / 後方散乱 / 静脈 / 血液性状 / 粒子画像流速計 / 音響特性 / 血液模擬溶液 / 赤血球
研究開始時の研究の概要

高速撮像下(数1,000 fps 超)における体表近傍(深さ約4 cm 未満)の脈管および周辺軟組織の機能および質的評価を可能とする信号解析技術を開発し,臨床データにおける有効性を評価する.高速撮像化を考慮した超音波計測および解析法の改良を検討し,ファントム実験において従来法と比較する.さらに,マクロな生体圧変動や流体力学的特性と微小散乱体の物理特性の関係性の解明を目指し,圧力変動・流体を考慮したエコーシミュレーションでの検証を行う.

研究実績の概要

昨年度までに構築した計測系を用い,臨床データにおける解析条件を想定した処理手法の効果検証を行った.具体的には,周囲組織や血管壁からの定在波成分(クラッタ信号)が混在するため,血液からのエコー信号を強調するフィルタリング処理が必須である.本項目では,クラッタ信号の強さが異なるファントムを対象として,血球凝集解析におけるフィルタリングの効果を実験的に検証した.結果,クラッタ信号の影響で減衰した微弱な血液エコーにおいて,フィルタを考慮した解析により,クラッタ信号の影響が低い状態と同等の精度で評価できる可能性を示唆した.
昨年度までに,直径5~40 umのポリアミド粒子を単体~凝集・凝固した赤血球として模擬し,粒径分布が異なる流体中の超音波伝搬方向の周波数特性を解析してきた.これらの流体では壁ずり応力に依らず粒子の特性は一定であるため,ニュートン流体として振舞う.しかし,実際の血液では血しょう対赤血球のずり特性(血球凝集)が反映され,非ニュートン流体として振舞う.基礎実験系において血液のずり特性を反映した流体計測を行うために,食肉用ブタの血液サンプルを用いた新たな計測システムを構築した.具体的には,様々な状態にある血液を再現するための処理プロトコルの確立および安定した定常流状態での計測系を構築した.
最終的なアウトプットとして,拍動周期中の静脈の赤血球凝集程度や微小血栓数を非侵襲に計測することを目指した.金沢医科大学の八木教授のご協力の元,健常者および糖尿病などの疾患を伴う計約50例の頸静脈データを新たに収集し,項目1において最適化した解析処理を適用した.解析の結果から,特定の疾患例において1拍動周期における超音波伝搬方向の周波数特性の違いが壁ずり応力に依存した.項目2の検討においても,血球のずり特性を反映させたサンプルにおいて上記の傾向が観察された.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Characterization of blood mimicking fluid with ultrafast ultrasonic and optical image velocimeters2022

    • 著者名/発表者名
      M.Omura, R.Nagaoka, K.Yagi, K.Yoshida, T.Yamaguchi, H.Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press 号: SG ページ: SG1067-SG1067

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4ea9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Backscatter properties of two-layer phantoms using a high-frequency ultrasound annular array2022

    • 著者名/発表者名
      W. Saito, M. Omura, J. A. Ketterling, S. Hirata, K. Yoshida, T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press 号: SG ページ: SG1049-SG1049

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac48d3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on improving performance of adaptive beamformer by statistical analysis of ultrasonic echoes2022

    • 著者名/発表者名
      T. Akamatsu, M. Mozumi, M. Omura, R. Nagaoka, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press 号: SG ページ: SG1040-SG1040

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4f1f

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on effect of transmit condition on ultrasonic measurement of 2D motion velocity2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yano, M. Mozumi, M. Omura, R. Nagaoka, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press 号: SG ページ: SG1053-SG1053

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac49fd

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Quantitative Ultrasound on Dermis and Hypodermis for Classifying Lymphedema Severity in Humans2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Wakana Saito, Shinsuke Akita, Kenji Yoshida, Tadashi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine and Biology

      巻: 48 号: 4 ページ: 646-662

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2021.12.003

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Investigation of Autocorrelation-Based Vector Doppler Method With Plane Wave Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, M. Omura, R. Nagaoka,
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control

      巻: 69 号: 4 ページ: 1301-1311

    • DOI

      10.1109/tuffc.2022.3152186

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of flow velocity vectors in carotid artery using plane wave imaging with repeated transmit sequence2021

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Hideyuki、Mozumi Michiya、Omura Masaaki、Nagaoka Ryo、Saito Kozue
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 48 号: 4 ページ: 417-427

    • DOI

      10.1007/s10396-021-01113-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noninvasive, objective evaluation of lower extremity lymphedema severity using shear wave elastography: A preliminary study2021

    • 著者名/発表者名
      Akita Shinsuke、Yoshida Kenji、Omura Masaaki、Yamaji Yoshihisa、Tezuka Takafumi、Tokumoto Hideki、Azuma Kazuhiko、Ikehara Yuzuru、Yamaguchi Tadashi、Mitsukawa Nobuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery

      巻: 74(12) 号: 12 ページ: 3377-3385

    • DOI

      10.1016/j.bjps.2021.05.013

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study on understanding the physical mechanism of change in ultrasonic envelope statistical property during temperature elevation2021

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Michio Takeuchi, Ryo Nagaoka, Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: in-press

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of feasibility of singular value decomposition clutter filter in plane wave imaging with packet transmission sequence2021

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa, Ryo Nagaoka, Masaaki Omura, Michiya Mozumi, Kozue Saito
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 48 ページ: 13-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of spatial resolution of medical ultrasound images by constrained least-square method2021

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa, Michiya Mozumi, Masaaki Omura, Ryo Nagaoka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of spacing of ultrasound receiving beams on estimation of 2D motion velocity2021

    • 著者名/発表者名
      Michiya Mozumi, Masaaki Omura, Ryo Nagaoka, Magnus Cinthio, Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary investigation on clutter filtering based on deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      Hongpeng Wang, Shangce Gao, Michiya Mozumi, Masaaki Omura, Ryo Nagaoka, Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of accuracy of phase-sensitive method in estimation of axial motion and deformation with fluid-structure interaction analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Ishikawa, Michiya Mozumi, Masaaki Omura, Ryo Nagaoka, Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 血液の後方散乱係数解析におけるクラッタフィルタの効果検証2022

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 後方散乱特性を指標とした血液性状の高速超音波イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第33回関東甲信越地方会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 散乱特性解析による静脈血評価と微小血栓検出に向けた基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of tracking methods of particle distribution in ultrafast ultrasound imaging2021

    • 著者名/発表者名
      M.Omura,R.Nagaoka, K.Yagi, K.Yoshida, T.Yamaguchi, H.Hasegawa
    • 学会等名
      The 42th Symposium on Ultrasonics Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of material properties on ultrasonic envelope statistical property during temperature change2021

    • 著者名/発表者名
      M.Omura, M.Takeuchi, R.Nagaoka, H.Hasegawa
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 後方散乱特性解析によるリンパ浮腫の重症度分類の評価2020

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗, 西東若菜, 秋田新介, 吉田憲司, 山口匡
    • 学会等名
      日本音響学会2020年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 静脈血流内の高輝度エコー信号の検出2020

    • 著者名/発表者名
      上坂拓実, 大村眞朗, 長岡亮, 八木邦公, 長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2020年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] High-frame-rate imaging for ultrasonic backscatter and functional analyses of vascular system2020

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Ryo Nagaoka, Hideyuki Hasegawa, Kenji Yoshida, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Backscattering analysis for characterization of lymphedema dermis and hypodermis2020

    • 著者名/発表者名
      Wakana Saito, Masaaki Omura, Shinsuke Akita, Kenji Yoshida, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation study to evaluate variable factors of Nakagami parameter due to temperature change2020

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Yoshitaka Omoto, Michio Takeuchi, Ryo Nagaoka, Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      The 41st Symposium on UltraSonic Electronics (USE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リンパ節転移モデルマウスの3次元in vivo超音波定量診断評価の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗, 永松大輝, 小玉哲也, 吉田憲司, 山口匡
    • 学会等名
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi