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2021 年度 実績報告書

脈管・周辺軟組織を対象とした超高速超音波組織性状診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J01391
研究機関富山大学

研究代表者

大村 眞朗  富山大学, 工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード高速超音波撮像 / 後方散乱 / 静脈 / 血液性状
研究実績の概要

昨年度までに構築した計測系を用い,臨床データにおける解析条件を想定した処理手法の効果検証を行った.具体的には,周囲組織や血管壁からの定在波成分(クラッタ信号)が混在するため,血液からのエコー信号を強調するフィルタリング処理が必須である.本項目では,クラッタ信号の強さが異なるファントムを対象として,血球凝集解析におけるフィルタリングの効果を実験的に検証した.結果,クラッタ信号の影響で減衰した微弱な血液エコーにおいて,フィルタを考慮した解析により,クラッタ信号の影響が低い状態と同等の精度で評価できる可能性を示唆した.
昨年度までに,直径5~40 umのポリアミド粒子を単体~凝集・凝固した赤血球として模擬し,粒径分布が異なる流体中の超音波伝搬方向の周波数特性を解析してきた.これらの流体では壁ずり応力に依らず粒子の特性は一定であるため,ニュートン流体として振舞う.しかし,実際の血液では血しょう対赤血球のずり特性(血球凝集)が反映され,非ニュートン流体として振舞う.基礎実験系において血液のずり特性を反映した流体計測を行うために,食肉用ブタの血液サンプルを用いた新たな計測システムを構築した.具体的には,様々な状態にある血液を再現するための処理プロトコルの確立および安定した定常流状態での計測系を構築した.
最終的なアウトプットとして,拍動周期中の静脈の赤血球凝集程度や微小血栓数を非侵襲に計測することを目指した.金沢医科大学の八木教授のご協力の元,健常者および糖尿病などの疾患を伴う計約50例の頸静脈データを新たに収集し,項目1において最適化した解析処理を適用した.解析の結果から,特定の疾患例において1拍動周期における超音波伝搬方向の周波数特性の違いが壁ずり応力に依存した.項目2の検討においても,血球のずり特性を反映させたサンプルにおいて上記の傾向が観察された.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Characterization of blood mimicking fluid with ultrafast ultrasonic and optical image velocimeters2022

    • 著者名/発表者名
      M.Omura, R.Nagaoka, K.Yagi, K.Yoshida, T.Yamaguchi, H.Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press ページ: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4ea9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Backscatter properties of two-layer phantoms using a high-frequency ultrasound annular array2022

    • 著者名/発表者名
      W. Saito, M. Omura, J. A. Ketterling, S. Hirata, K. Yoshida, T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press ページ: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac48d3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on improving performance of adaptive beamformer by statistical analysis of ultrasonic echoes2022

    • 著者名/発表者名
      T. Akamatsu, M. Mozumi, M. Omura, R. Nagaoka, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press ページ: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4f1f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on effect of transmit condition on ultrasonic measurement of 2D motion velocity2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yano, M. Mozumi, M. Omura, R. Nagaoka, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in-press ページ: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac49fd

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Quantitative Ultrasound on Dermis and Hypodermis for Classifying Lymphedema Severity in Humans2022

    • 著者名/発表者名
      M.Omura, W.Saito, S. Akita, K.Yoshida, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine and Biology

      巻: 48 ページ: 646-662

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2021.12.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Investigation of Autocorrelation-Based Vector Doppler Method With Plane Wave Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, M. Omura, R. Nagaoka,
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control

      巻: 69 ページ: 1301-1311

    • DOI

      10.1109/TUFFC.2022.3152186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of flow velocity vectors in carotid artery by plane wave imaging with repeated transmit sequence2021

    • 著者名/発表者名
      H.Hasegawa, R.Nagaoka, M.Omura, M.Mozumi, K.Saito
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 48 ページ: 416-427

    • DOI

      10.1007/s10396-021-01113-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-invasive, objective evaluation of lower extremity lymphedema severity using shear wave elastography; A preliminary study2021

    • 著者名/発表者名
      S. Akita, K. Yoshida, M. Omura, Y. Yamaji, T. Tezuka, H. Tokumoto, K. Azuma, Y. Ikehara, T. Yamaguchi, N. Mitsukawa
    • 雑誌名

      Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery

      巻: 74 ページ: 3377-3385

    • DOI

      10.1016/j.bjps.2021.05.013

    • 査読あり
  • [学会発表] 血液の後方散乱係数解析におけるクラッタフィルタの効果検証2022

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2022年春季研究発表会
  • [学会発表] 後方散乱特性を指標とした血液性状の高速超音波イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第33回関東甲信越地方会
  • [学会発表] 散乱特性解析による静脈血評価と微小血栓検出に向けた基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      大村眞朗,長岡亮,八木邦公,吉田憲司,山口匡,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会
  • [学会発表] Comparison of tracking methods of particle distribution in ultrafast ultrasound imaging2021

    • 著者名/発表者名
      M.Omura,R.Nagaoka, K.Yagi, K.Yoshida, T.Yamaguchi, H.Hasegawa
    • 学会等名
      The 42th Symposium on Ultrasonics Electronics
  • [学会発表] Effect of material properties on ultrasonic envelope statistical property during temperature change2021

    • 著者名/発表者名
      M.Omura, M.Takeuchi, R.Nagaoka, H.Hasegawa
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2021

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公開日: 2022-12-28  

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