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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。
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