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2019 年度 実績報告書

循環器動態の高精度解析を可能とする次世代超高速高調波超音波断層法の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03276
研究機関富山大学

研究代表者

長谷川 英之  富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (00344698)

研究分担者 西條 芳文  東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
梅村 晋一郎  東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (20402787)
長岡 亮  富山大学, 学術研究部工学系, 特命助教 (60781648)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード超音波 / 積層振動子 / 高速イメージング
研究実績の概要

(1) 超高速高調波イメージング法の実験的評価: これまでに製作した積層超音波振動子を用いた配列型探触子を用いて,超高速高調波イメージングを試みた.まず,積層超音波振動子から放射される超音波の周波数特性についてハイドロホンを用いて計測し検討したところ,振動子への印加電圧を制御することにより基本波を放射できることを確認できた.また,画像評価用ファントムに対する超音波送受信および画像化の検討を行った.上述の印加電圧制御手法により基本波をファントムに送信し,ファントムからのエコー信号を計測したところ,基本波および高調波を受信できることが確認され,また,積層振動子は通常の振動子と異なり2つの信号を出力することから,それら2つの出力信号を処理することにより,従来のパルスインバージョン法を用いることなく高調波を検出できることを確認した.さらに,印加電圧制御により,低周波超音波送信時の高調波にあたる周波数の超音波も送受信できることを確認した.このことから,本振動子は送信周波数の切り替えも可能であることが示された.
(2) 血流推定法の評価およびヒト心臓のin vivo計測: これまでに開発した計測対象の変位・速度推定法を用いて血流速度の空間分布を推定する際の精度評価を行った.渦流など複雑な流速分布が存在する場合について精度評価を行うため,超音波送受信シミュレーションにより渦流が存在する場合の超音波受信信号を模擬した.流体シミュレーションにより得られる血流速度分布と,模擬した超音波受信信号に変位・速度推定法を適用して得られた血流速度分布を比較することにより精度評価を行ったところ,従来法に比べ30%程度誤差を低減できることが示された.また,ヒト心臓左心室のin vivo計測においては,心臓収縮期に大動脈に駆出される血流や拡張期に流入した血液の渦流などを本手法により観察可能であることが示された.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Validation of differences in backscatter coefficients among four ultrasound scanners with different beamforming methods2020

    • 著者名/発表者名
      "Masaaki Omura, Hideyuki Hasegawa, Ryo Nagaoka, Kenji Yoshida, and Tadashi Yamaguchi"
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 47 ページ: 35-46

    • DOI

      doi.org/10.1007/s10396-019-00984-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Converting coherence to signal-to-noise ratio for enhancement of adaptive ultrasound imaging2020

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 雑誌名

      Ultrasonic Imaging

      巻: 42 ページ: 27-40

    • DOI

      doi.org/10.1177/0161734619889384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Initial phantom study on estimation of speed of sound in medium using coherence among received echo signals2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 46 ページ: 297-307

    • DOI

      doi.org/10.1007/s10396-019-00936-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Utilization of singular value decomposition in high-frame-rate cardiac blood flow imaging2019

    • 著者名/発表者名
      "Michiya Mozumi, Ryo Nagaoka and Hideyuki Hasegawa"
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGE02-1-8

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab1131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Singular value decomposition filter for speckle reduction in adaptive ultrasound imaging2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGE06-1-9

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab0ad6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of initial value dependence in the statistical analysis of ultrasonic scattered echoes for the non-invasive estimation of temperature distribution in biological tissue2019

    • 著者名/発表者名
      "Michio Takeuchi, Yuta Matsui, Toshihiko Sakai, Gabor Andocs, Ryo Nagaoka, and Hideyuki" Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGE09-1-13

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab0ba8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the estimation accuracy of two-step block matching methods using envelope and RF signals for two-dimensional blood flow vector imaging2019

    • 著者名/発表者名
      "Ryo Nagaoka, Michiya Mozumi, and Hideyuki Hasegawa"
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGE10-1-11

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab0ffa

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of ultrasonic motion estimators for vascular applications2019

    • 著者名/発表者名
      "Akira Miyajo, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGE16-1-7

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab19b5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of vascular lumen by singular value decomposition filtering on blood flow velocity distribution2019

    • 著者名/発表者名
      "Ryo Nagaoka and Hideyuki Hasegawa"
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 46 ページ: 187-194

    • DOI

      doi.org/10.1007/s10396-019-00928-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 超音波エコー振幅分布への理論分布整合誤差の評価による散乱体密度推定精度の向上2020

    • 著者名/発表者名
      "尾本吉隆, 長谷川英之, 長岡 亮, 竹内道雄, 坂井俊彦, Gabor Andocs, 高雄啓三"
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
  • [学会発表] 表面粗さの評価を目指した偏向平面波送信による反射・散乱成分の分離2020

    • 著者名/発表者名
      "栃木一宏, 長岡 亮, 長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
  • [学会発表] 血管変形モデルシミュレーションを用いた超音波によるひずみ計測法の精度評価2020

    • 著者名/発表者名
      "石川数馬, 長岡 亮, 長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
  • [学会発表] 2次高調波成分を用いたContinuous Shear Wave Elastographyに関する基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮, 吉澤 晋, 長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
  • [学会発表] 心腔内血流信号強調のための2次元点拡がり関数の推定に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      "茂澄倫也, 長岡 亮, 長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
  • [学会発表] 超高時間分解能ベクトルフローマッピング法による心臓内血流ダイナミクスと2次元速度情報の評価2020

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮, 茂澄倫也, 長谷川英之"
    • 学会等名
      第13回血流会
  • [学会発表] 血流計測テクノロジーの開発と基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      "長谷川英之"
    • 学会等名
      第13回血流会
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative cardiac blood flow imaging with high frame rate ultrasound2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 学会等名
      178th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Validation of effect of different beamforming on backscatter coefficient analysis2019

    • 著者名/発表者名
      "Masaaki Omura, Hideyuki Hasegawa, Ryo Nagaoka, Kenji Yoshida, and Tadashi Yamaguchi"
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of an ultrasound phantom with micrometer sized wall-less vessels2019

    • 著者名/発表者名
      "Benjamin Meirza, Hideyuki Hasegawa, Maria Evertsson, Sandra Sjostrand, and Magnus Cinthio"
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent developments in adaptive beamforming2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of blood flow velocity vectors in human heart using high frame rate ultrasound imaging and vector flow mapping2019

    • 著者名/発表者名
      "Ryo Nagaoka, Michiya Mozumi, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Cardiac blood flow imaging using very high frame rate ultrasound2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa, Ryo Nagaoka, and Michiya Mozumi"
    • 学会等名
      2019 International Congress on Ultrasonics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of size of transmit aperture on estimation of ultrasonic speed of sound in diffuse scattering medium2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 学会等名
      2019 International Congress on Ultrasonics
    • 国際学会
  • [学会発表] Very high frame rate ultrasound for medical diagnostic imaging2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      International Conference of Electrical and Electronic Engineering 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Michiya Mozumi, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa2019

    • 著者名/発表者名
      "Michiya Mozumi, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      International Conference on Electric and Electronic Engineering 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristic analysis on linear regression beamformer2019

    • 著者名/発表者名
      "Hideyuki Hasegawa and Ryo Nagaoka"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Anti-aliasing method for 2D phase-sensitive motion estimator in ultrasound measurement2019

    • 著者名/発表者名
      "Michiya Mozumi, Ryo Nagaoka, Magnus Cinthio, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Basic study on differentiation of reflection and scattering components by synthetic aperture method using spherically diverging transmit beams2019

    • 著者名/発表者名
      "Kazunori Nagata, Ryo Nagaoka, Jens Erik Wilhjelm, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Non-invasive measurement of temperature elevation inside tumor tissue of living rat induced by radiofrequency current heating based on statistical analysis of ultrasonic scattered echoes2019

    • 著者名/発表者名
      "Michio Takeuchi, Toshihiko Sakai, Gabor Andocs, Keizo Takao, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Basic study on estimation method of shear stress in carotid artery using blood flow imaging2019

    • 著者名/発表者名
      "Ryo Nagaoka, Kazuma Ishikawa, Michiya Mozumi, Magnus Cinthio, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Examination of effectiveness of signal-to-noise ratio factor in estimation of sound speed of medium2019

    • 著者名/発表者名
      "Fumitada Sannnou, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Study on speckle reduction of medical ultrasound images using deep learning with fully convolutional network2019

    • 著者名/発表者名
      "Kazuma Ando, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] Accuracy evaluation of 3D velocity estimation by multi-frequency phase tracking method with matrix array probe2019

    • 著者名/発表者名
      "Soichiro Nunome, Ryo Nagaoka, and Hideyuki Hasegawa"
    • 学会等名
      40th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • [学会発表] 高時間分解能超音波計測による腹部大動脈の脈波伝搬イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      "茂澄倫也,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
  • [学会発表] 超高速超音波断層法による左心室内血流動態の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮,茂澄倫也,石川数馬,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第40回中部地方会学術集会
  • [学会発表] 高時間分解能超音波イメージングを用いた血球の粒子サイズと圧力との関係に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮,大村眞朗,山口 匡,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
  • [学会発表] 配列型振動子を用いた音速推定における諸条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      "参納史匡,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
  • [学会発表] 心腔内血流計測のための特異値分解クラッタフィルタの空間分割化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      "茂澄倫也,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
  • [学会発表] 2種送信波を用いた開口合成法に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      "長谷川英之,長岡 亮"
    • 学会等名
      電子情報通信学会 超音波研究会
  • [学会発表] 並列ビーム形成技術とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      "長谷川英之,長岡 亮"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 血管エコーの基礎工学 -Bモード法から新技術まで2019

    • 著者名/発表者名
      "長谷川英之,長岡 亮"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高速超音波断層法による心臓内血流ダイナミクスと流速ベクトルの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮,茂澄倫也,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 特異値分解を用いた頸動脈内腔領域抽出2019

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 心腔内血流イメージングのための空間基底画像を用いた特異値分解クラッタフィルタ2019

    • 著者名/発表者名
      "茂澄倫也,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 素子信号間相関性評価による音速推定の平面波イメージングへの適用2019

    • 著者名/発表者名
      "長谷川英之,長岡 亮"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 深層学習を用いたスペックル除去手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      "安藤数真,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 心臓壁振動の計測における不要エコーの影響に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      "茂澄倫也,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 脈派の反射波成分の検出に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      "長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [学会発表] 生体の深部加温実験における超音波散乱波の統計的解析による内部温度変化測定2019

    • 著者名/発表者名
      "竹内道雄,坂井俊彦,Gabor Andocs,高雄啓三,長岡 亮,長谷川英之"
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
  • [備考] 富山大学 工学部工学科 知能情報工学コース 長谷川研究室

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/hase/

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公開日: 2021-01-27  

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