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2014 年度 実績報告書

連続波ドプラフォーカシング法による頸動脈の透過イメージングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J03791
研究機関東北大学

研究代表者

長岡 亮  東北大学, 医工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード超音波計測 / 連続波ドプラフォーカシング / 血流分布推定
研究実績の概要

第1項: 連続波ドプラフォーカシング(CEDF)法を用いた頸動脈ファントムの血管断面形状可視化の検討: 頸動脈を模擬したファントム(次項にて詳細記載)を含む基礎実験のための流路を作成した。この流路では圧力・流量・温度、超音波信号、高速カメラとも同期しており、他モダリティによって流れを定量的に計測することが可能である。提案手法によって得られた俯瞰像を他モダリティと比較を行い、計測精度を評価した。
第2項: 二分岐の頸動脈ファントム製作の検討: 総頸動脈また頸動脈の分岐部(総頸動脈より内頚動脈と外頸動脈への分岐部)を模擬したファントムを作成した。ファントムの素材としては、ポリビニルアルコールと呼ばれる合成樹脂を選択した。この合成樹脂は生体組織の硬さとよく類似したファントムを作成することが可能な材料である。製作したファントムのそれぞれを用いて、前項で述べた手法で提案手法の評価を行った。
追加項 拍動によって生じる頸動脈の変形およびその変形が伝播する波(脈波と呼ばれる)に関する検討: 本研究課題であるCWDF法では血液によって生じるドプラ偏移周波数を用いる。しかしながら、生体内では血流だけではなく、他の動き、例えば、心臓そのもの、その心臓の拍動によって生じる動きが存在する。本研究課題では、血流によるずれだけを抽出したく、他の雑音は抑制したい。そこで、本研究課題の計測対象である頸動脈の変位特性に関して検討を行った。特に、この変位の周波数に関して詳細に検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成26年度には、連続波ドプラフォーカシング法のアルゴリズム確立、評価のための実験系の開発、頸動脈を模擬したファントム作製方法の確立、頸動脈の機械的特性の4点に関して注力を行い、研究課題を進めた。交付申請書に記載した前者3点に加えて、新たな課題を自ら探し出し、さらに検討することが出来た。以上の結果より、当初の計画以上に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

当初交付申請書に申請したとおりに、アポディゼーションをサイドローブによるアーチファクトの軽減に関する検討、及び複数被験者への適用による頸動脈形態計測を行う予定である。また、追加検討事項によって得られた変位に関する情報を血流による周波数ずれとその他の動きによる周波数ずれを分離するために、フィードバックを行う予定である。これによって、CWDF法のための解析信号のS/N比を向上することが可能であると考え、これにより画像そのものの質を向上することが期待される。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Measurement of regional pulse-wave velocity using spatial compound imaging of the common carotid artery in vivo2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagaoka, Genta Masuno, Kazuto Kobayashi, Shin Yoshizawa, Shin-ichiro Umemura, Yoshifumi Saijo
    • 雑誌名

      Ultrasonics

      巻: 55 ページ: 92-103

    • DOI

      10.1016/j.ultras.2014.07.018.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Basic Study of Intrinsic Elastography: Relationship between Tissue Stiffness and Propagation Velocity of Deformation Induced by Pulsatile Flow2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagaoka, Ryosuke Iwasaki, Mototaka Arakawa, Kazuto Kobayashi, Shin Yoshizawa, Shin-ichiro Umemura, Yoshifumi Saijo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: In Press ページ: In Press

    • DOI

      In Press

    • 査読あり
  • [学会発表] 拍動により生じる伝播波速度分布に基づいた弾性率推定方法に関する基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      長岡 亮、岩崎 亮祐、荒川 元孝、小林 和人、吉澤 晋、梅村 晋一郎、西條 芳文
    • 学会等名
      第35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
      明治大学 駿河台アカデミーコモン(東京、千代田区)
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
  • [学会発表] 脈拍の組織内伝播速度分布の可視化に関する基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      長岡 亮、荒川 元孝、小林 和人、吉澤 晋、梅村 晋一郎、西條 芳文
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県、盛岡市)
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
  • [学会発表] A Basic Study of Elasticity Estimation Method by Using Body’s Intrinsic Movements2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagaoka, Mototaka Arakawa, Kazuto Kobayashi, Shin Yoshizawa, Shin-ichiro Umemura, and Yoshifumi Saijo
    • 学会等名
      The 9th East Asian Consortium on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-12
  • [学会発表] Measurement of Pulse Propagation Velocity with High Frame Rate Ultrasound2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagaoka, Kazuto Kobayashi, Shin Yoshizawa, Shin-ichiro Umemura, Mototaka Arakawa, and Yoshifumi Saijo
    • 学会等名
      The 9th Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-12
  • [学会発表] Measurement of Propagation Wave Velocity of Thyroid Induced by Pulsation2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagaoka, Kazuto Kobayashi, Shin Yoshizawa, Shin-ichiro Umemura, and Yoshifumi Saijo
    • 学会等名
      2014 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Shicago, Illinois USA
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [学会発表] 脈波伝播形態の高フレームレート超音波イメージングによる可視化2014

    • 著者名/発表者名
      長岡 亮、増野 元太、小林 和人、吉澤 晋、梅村 晋一郎、西條 芳文
    • 学会等名
      第53回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-06-26
  • [学会発表] 脈波によって生じた変位の伝播の高フレームレート超音波イメージングによる可視化2014

    • 著者名/発表者名
      長岡 亮、増野 元太、吉澤 晋、梅村 晋一郎、西條 芳文
    • 学会等名
      日本超音波医学会第87回学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2014-05-09 – 2014-05-11
  • [産業財産権] 血管内異物透視装置及び血管内異物透視方法2015

    • 発明者名
      西條芳文、竹内康人、名郷根正昭、座間誠一、長岡亮
    • 権利者名
      西條芳文、竹内康人、名郷根正昭、座間誠一、長岡亮
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      MP150301
    • 出願年月日
      2015-03-15

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公開日: 2016-06-01  

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