球面拡散ビームによる革新的超音波イメージング

• 研究課題/領域番号: 25630165
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 長谷川 英之 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (00344698)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 超音波 / 角度依存性 / ビーム形成 / 拡散ビーム / 変位ベクトル / 拡散波 / ビームフォーミング

研究成果の概要

従来，超音波断層像の構築においては，送信・受信ともに集束ビームを形成し，方位分解能を向上させている．しかし，送信・受信ともに集束させる場合，一般的に1 回の送信につき1 方向しかビームを形成しないため，断層像内各点のデータは1 方向のビームから得ている．超音波反射は角度依存性が大きいため，曲率を有する対象物，例えば血管の輪切り断面などは円周方向に一様な画像を得ることは困難である．本研究では，球面状に拡散する送信ビームを用い，1 回の送信ごとに角度の異なる多数の受信集束ビームを形成して重ね合わせることにより，超音波断層像の角度依存性を低減できる画期的な手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Effect of element directivity on adaptive beamforming applied to high frame rate ultrasound (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 巻: 62 号: 3 ページ: 511-523
  • DOI: 10.1109/tuffc.2015.006973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of sub-aperture beamforming on phase coherence imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 巻: 61 号: 11 ページ: 1779-1790
  • DOI: 10.1109/tuffc.2014.006365
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro experiment using porcine artery for evaluation of ultrasonic measurement of arterial luminal surface profile (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi Nagai, Magnus Cinthio, Hideyuki Hasegawa, Martin Bengtsson, Mikael Evander, John Albinsson, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Journal of Medical Ultrasonics 巻: 41 号: 4 ページ: 431-437
  • DOI: 10.1007/s10396-014-0541-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of spatial resolutions of parallel beamforming and diffraction tomography in high frame rate echocardiography (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF02-07KF02
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf02
  • NAID: 210000144253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Echo Speckle Imaging of Blood Particles with High-Frame-Rate Echocardiography (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF08-07KF08
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf08
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrasonic visualization of propagation of myocardial vibration driven by electrical excitation of myocardium of rat in ex vivo experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Tagashira H, Hasegawa H, Fukunaga K, Kanai H
  • 雑誌名: Jpn J Appl Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF25-07KF25
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf25
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improvement of accuracy in ultrasonic measurement of luminal surface roughness of carotid arterial wall by deconvolution filtering (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi Nagai, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF19-07KF19
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf19
  • NAID: 210000144270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of feature extraction for automated identification of heart wall regions in different cross sections (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohei Nakahara, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF09-07KF09
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf09
  • NAID: 210000144260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correction of change in propagation time delay of pulse wave during flow-mediated dilation in ultrasonic measurement of arterial wall viscoelasticity (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuki Sato, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF03-07KF03
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf03
  • NAID: 210000144254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of shear viscoelasticity by continuous-wave ultrasound using dual acoustic radiation pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaori Tachi, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF17-07KF17
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of myocardial displacement estimation using subkernels for cross correlation between ultrasonic RF echoes (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Asari, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 7S ページ: 07KF21-07KF21
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kf21
  • NAID: 210000144272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Automated ldentification of the Heart Wall in EchocardiograPhy by SuPPressing Clutter ComPonent (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi,HideyUki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Joumal ofAPPlied Physics 巻: Vol52, No.7 号: 7S ページ: 07HF17-07HF17
  • DOI: 10.7567/jjap.52.07hf17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increasing Bandwidth of Ultrasound Radio Frequency Echoes Using Wiener Filter for Improvement of Accuracy in Measurement of Intima-Media Thickness (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho Kageyama, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 7S ページ: 07HF04-07HF04
  • DOI: 10.7567/jjap.52.07hf04
  • NAID: 210000142525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Arterial Wall Boundaries Using an Echo Model Composed of Multiple Ultrasonic Pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: Nabilah Ibrahim, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 7S ページ: 07HF03-07HF03
  • DOI: 10.7567/jjap.52.07hf03
  • NAID: 210000142524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of regional pulse wave velocity using very high frame rate ultrasound (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa, Kazue Hongo, and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Journal of Medical Ultrasonics 巻: 40 号: 2 ページ: 91-98
  • DOI: 10.1007/s10396-012-0400-9
  • NAID: 130005110978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Grating lmages Lobe Artifacts in Formed from Ultrasound Diverging Transmitting Beams by Receiving Beams (2013)
  • 著者名/発表者名: Akinlolu Ponnle, Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 雑誌名: Ultrasound in Medicine and Biology 巻: Vol.39, No.4 号: 4 ページ: 681-691
  • DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2012.10.019
  • 査読あり
• [学会発表] 高速超音波イメージングと循環系動態計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之
  • 学会等名: 第17回日本栓子検出と治療学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-10-04 – 2014-10-05
  • 招待講演
• [学会発表] 頸動脈における脈波伝播の高速超音波イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告 超音波研究会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2014-09-29
• [学会発表] Phase Coherence Factor with Sub-Aperture Beamforming (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa
  • 学会等名: 2014 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-06
• [学会発表] High Frame Rate Ultrasound for Measurement of Cardiovascular Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa
  • 学会等名: 7th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] High Frame Rate Ultrasonic Imaging for Measurement of Tissue Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-26
• [学会発表] 高速イメージングによる定量計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之
  • 学会等名: 日本超音波医学会第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-09 – 2014-05-11
• [学会発表] Phase coherence Factor と開口分割による高速超音波イメージングの高空間分解能化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之
  • 学会等名: 日本超音波医学会第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-09 – 2014-05-11
• [学会発表] High Frame Rate Ultrasonic Imaging of the Heart by Placing Virtual Point Source in Front of Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa, Yuji Sato, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] Improvement of Axial Resolution of Ultrasound Image Using Wiener Filter for Measurement of Intima-Media Thickness of Carotid Artery (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa, Sho Kageyama, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] Displacement Estimation of Arterial Wall from Multiple Directions by Utilizing Diverging Transmit Beam for Synthetic Aperture Ultrasound Imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] Speckle-Enhanced Cardiac Blood Flow Imaging with High Frame Rate Ultrasound (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] High Frame Rate Blood Flow Imaging by Visualization of Ultrasonic Echoes from Blood Particles in Echocardiography (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 2013 International Congress on Ultrasonics
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [学会発表] High Frame Rate Echocardiography Using Virtual Point Source Moving in Front of Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa, Yuji Sato, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 32nd International Acoustical Imaging Symposium
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [学会発表] Fast Cardiac Blood Flow Imaging by Visualization of Ultrasonic Echoes from Blood Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
  • 学会等名: 32nd International Acoustical Imaging Symposium
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [学会発表] 開口の前方に設定した仮想点音源の走査による心臓断層法の高速化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之，佐藤雄治，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 動脈壁の局所弾性特性の超音波測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 血管壁弾性計測自動化のための血管壁自動検出処理の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮地幸哉，長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 位相差トラッキング法の胎児領域への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下 進，小澤克典，室本 仁，室月 淳，長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 双胎間輸血症候群の胎児鏡治療前後の位相差トラッキング法を用いた胎児心機能計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤克典，宮下 進，室本 仁，室月 淳，長谷川英之，金井 浩，八重樫伸生
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] FMD反応時の脈波伝播速度変化を考慮した橈骨動脈壁粘弾性の超音波計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤光貴，長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 超音波エコーの可視化による心臓内血流の高速イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋広樹，長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 頸動脈弾性特性およびbaPWVに対する直接的レニン阻害薬，アリスキレンの作用について (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岸俊夫，長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 日本超音波医学会第86回学術集会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 高フレームレート超音波計測を用いた左室内腔の経胸壁血流スペックルイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋広樹, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 並列ビーム形成法と回折トモグラフィ―法の空間分解能の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川英之，金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 心臓壁領域同定のための超音波RF信号の特徴抽出の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中原紘平, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 心筋の変形を考慮したRF信号間の相関算出による心臓壁の変位推定の高精度化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅利 大, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] in vitro実験における電気的興奮に伴う心筋応答の遅延分布の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田雄太, 田頭秀章, 長谷川英之, 福永浩司, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 隣り合う受信ラインの相関を用いた頚動脈血管壁自動検出法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮地幸哉, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 頸動脈内膜表面粗さの超音波計測におけるフィルタ処理による高精度化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井慶史, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] FMD反応時の脈波伝播速度変化を補正した橈骨動脈壁粘弾性の高精度超音波計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤光貴, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 音響放射圧を用いた双方向局所連続加振による剪断弾性率計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 舘 佳織, 長谷川英之, 金井 浩
  • 学会等名: 第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [図書] Ultrasonic Methods for Measurement of Small Motion and Deformation of Biological Tissues for Assessment of Viscoelasticity (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Hasegawa and Hiroshi Kanai
  • 総ページ数: 45
  • 出版者: ASME Press
• [備考] 東北大学 金井・長谷川研究室
  • URL: http://www.ecei.tohoku.ac.jp/hkanai/
• [備考] 東北大学 金井・長谷川研究室
  • URL: http://www.ecei.tohoku.ac.jp/ecei_web/Laboratory/kanai_j_index.html