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2021 年度 実績報告書

内膜弾性板の表面粗さの高精度超音波計測による動脈硬化症の極早期診断法

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0100
研究機関東北大学

研究代表者

金井 浩  東北大学, 工学研究科, 教授 (10185895)

研究分担者 荒川 元孝  東北大学, 医工学研究科, 准教授 (00333865)
森 翔平  東北大学, 工学研究科, 助教 (50815149)
高瀬 圭  東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2022-03-31
キーワード動脈内膜弾性板 / 表面粗さ計測 / 超音波医学 / 粥状動脈硬化症 / 医用超音波計測 / 非侵襲的早期診断 / 位相差トラッキング法
研究実績の概要

本年度は,前年度までの結果に基づき,頸動脈の内弾性板の表面粗さをin vivoに適用し,超音波で非侵襲的に計測するための研究を行った。その結果,前年度までの方法によりビームごとに計測した頸動脈内膜表面形状zm(x)の高さ調整の問題点として,単一ビームごとに計測した表面形状の両端において,同一ラテラル位置を計測している時相にも拘わらず時相によって高さが異なる形状や,急峻に高さが変化するような妥当性の低い不自然な形状が現れる場合があった。また,ビームごとに計測した表面形状の高さを調整したのにも拘わらず10ミクロン程度の高さずれが起きてしまう場合があった。
そこで本年度の本研究では,表面形状をビームごとに計測する際に解析範囲をラテラル方向変位のうち単調増加部分に限定することで,ビームごとに計測した表面形状の両端において妥当性の低い不自然な形状を除外する手法を研究開発した。さらに,ビームごとに計測した表面形状をラテラル位置1ミクロンごとに内挿補間することで,ビームごとに計測した表面形状のすべてのラテラル位置において均等な重みで誤差パワーを算出し,高さの調整を適切に行う手法も研究開発した。その結果,単一ビームごとに計測した表面形状の高さ調整後のビーム間のばらつきが低減し,in vivo においても,頸動脈の表面粗さを得ることが可能となった。
これらの成果は,Wilhjelm 教授の長年の研究も参考にすることで得られたと言える。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Strain Rate Distribution in Layered Myocardium Measured Using Local Velocity Estimator with Multifrequency Phase Differences2021

    • 著者名/発表者名
      Obara Yu、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine & Biology

      巻: 47 ページ: 2768~2773

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2021.05.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-complexity generalized coherence factor estimated from binarized signals in ultrasound beamforming2021

    • 著者名/発表者名
      Hisatsu Masanori、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 48 ページ: 259~272

    • DOI

      10.1007/s10396-021-01089-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation error in sound velocity depending on size of target scatterer2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Aoi、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE17~SDDE17

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf39e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on differentiation of depiction between scatterer and reflector to assist epidural anesthesia by ultrasound2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Takumi、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Onishi Eiko、Yamauchi Masanori、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE15~SDDE15

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf4a3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of red blood cell aggregation evaluation using short-axis view of vein of ultrasound2021

    • 著者名/発表者名
      Fukase Akiyo、Higashiyama Kyohei、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Yashiro Satoshi、Ishigaki Yasushi、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE08~SDDE08

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf3d5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accuracy verification in ultrasonic elasticity measurement within intima-media complex visible range using phantom experimental system2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Seira、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDA07~SDDA07

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abef0d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of error factors depending on ultrasonic transmitted beamwidth in measurement of myocardial minute velocity2021

    • 著者名/発表者名
      Sugahara Kana、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE05~SDDE05

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abef0e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-intensity pulsed ultrasound therapy promotes recovery from stroke by enhancing angio-neurogenesis in mice in vivo2021

    • 著者名/発表者名
      Ichijo Sadamitsu、Shindo Tomohiko、Eguchi Kumiko、Monma Yuto、Nakata Takashi、Morisue Yoshihiko、Kanai Hiroshi、Osumi Noriko、Yasuda Satoshi、Shimokawa Hiroaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84473-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of viscoelasticity of radial artery during flow-mediated dilatation using a single ultrasound probe based on blood pressure measurement via pulse transit time method2021

    • 著者名/発表者名
      Shoji Yuto、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Ohba Shigeo、Kobayashi Kazuto、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE03~SDDE03

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abef0b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of propagation of local and minute contractile response in layered myocardium2021

    • 著者名/発表者名
      Obara Yu、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: SDDE02~SDDE02

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abeabf

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High temporal resolution measurement of propagation pattern of myocardial stretching in left ventricle2021

    • 著者名/発表者名
      KUROKAWA Takafumi、NAKAJIMA Hiroyuki、TAKAHASHI Shinichiro、TANAKA Motonao、KANAI Hiroshi、SAIJO Yoshifumi
    • 雑誌名

      Choonpa Igaku

      巻: 48 ページ: 73~80

    • DOI

      10.3179/jjmu.JJMU.A.177

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifrequency Phased Tracking Method for Estimating Velocity in Heart Wall2021

    • 著者名/発表者名
      Obara Yu、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine & Biology

      巻: 47 ページ: 1077~1088

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2020.12.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation method of the degree of red blood cell aggregation considering ultrasonic propagation attenuation by analyzing ultrasonic backscattering properties2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa Kanta、Fukase Akiyo、Mori Shohei、Arakawa Mototaka、Yashiro Satoshi、Ishigaki Yasushi、Kanai Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 48 ページ: 3~12

    • DOI

      10.1007/s10396-020-01065-z

    • 査読あり
  • [学会発表] 超音波ビームごとに計測した頸動脈内腔表 面形状の結合方法に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      山根綾太, 森 翔平, 荒川元孝, 金井 浩
    • 学会等名
      令和4 年東北地区若手研究者研究発表会「音・光・ 電波・エネルギー・システムとその応用」
  • [学会発表] 頸動脈内腔表面の粗さ推定において,血管 壁のラテラル方向変位に着目して解析範囲を限定することの検討2021

    • 著者名/発表者名
      山根綾太, 森 翔平, 荒川元孝, 金井 浩
    • 学会等名
      第4 回東北地区 音響学研究会
  • [図書] 生体組織の超音波計測2022

    • 著者名/発表者名
      日本音響学会、松川 真美、山口 匡、長谷川 英之、斎藤 繁実、西條 芳文、細川 篤、長谷 芳樹、蜂屋 弘之、神山 直久、吉田 憲司、金井 浩、椎名 毅、山越 芳樹、梅村 晋一郎、工藤 信樹
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      978-4-339-01343-6
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科 電子工学専攻 金井・荒川研究室

    • URL

      www.ecei.tohoku.ac.jp/~hkanai/

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公開日: 2022-12-28  

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