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2016 年度 実績報告書

超高速イメージングのための高出力超音波プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289123
研究機関富山大学

研究代表者

長谷川 英之  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (00344698)

研究分担者 西條 芳文  東北大学, その他の研究科, 教授 (00292277)
近藤 祐司  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20534431)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード超音波 / 高速イメージング / 高出力プローブ
研究実績の概要

(1) 高速超音波イメージング法の高空間分解能・高コントラスト化
高速超音波イメージング法では,送信波に無指向性ビームを用いるため,方位分解能が劣化するとともに不要エコーが増加してコントラストが低下する.このような問題に対応するため,受信信号の情報をもとに適応的にビームフォーミングのパラメータを調整する適応ビームフォーマに関して,計算量を50分の1程度に削減するとともに,アポダイゼーションの最適化により空間分解能およびコントラストを向上させることに成功した.これは,適応ビームフォーマの実用化に貢献する重要な成果である.
(2) 血流速度推定法の開発
毎秒約6,000フレームの超高速で計測した心臓内血球からの超音波散乱波を解析することにより血流速度ベクトルを推定する手法の開発を行った.受信超音波信号の周波数スペクトルの位相を用いて高精度に速度ベクトルを推定する手法を開発し,ファントムを用いた評価実験により,従来の速度推定法であるスペックルトラッキング法よりも高精度な推定が行えることを示した.また,計算負荷もスペックルトラッキング法の10%未満であり,毎秒約6,000フレームという膨大なデータの処理のための重要な成果である.
(3) ヒト心臓内の血流速度ベクトルの推定
毎秒約6,000フレームの超高速超音波イメージングにより計測したヒト心臓からの超音波散乱信号から,血球由来のエコーをクラッタフィルタにより抽出し,血球エコーに開発した速度ベクトル推定法を適用した.その結果,心臓収縮期には大動脈方向に駆出される流れが,心臓拡張期には左心室に血液が流れ込む際に発生する渦流などが観察され,複雑な心臓内血流動態を非侵襲的に可視化できることを示した.

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Lund University(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Lund University
  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(Denmark)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Technical University of Denmark
  • [国際共同研究] Radboud University Medical Centre(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Radboud University Medical Centre
  • [雑誌論文] Improvement of penetration of modified amplitude and phase estimation beamformer2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 44 ページ: 3-11

    • DOI

      10.1007/s10396-016-0731-z

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis and methods to test classfication of normal and pathological heart sound signals2016

    • 著者名/発表者名
      Rimujo Hendradi, Achmad Arifin, Hiro Shida, Suhendar Gunawan, Mauridhi Hery Purnomo, Hideyuki Hasegawa, and Hiroshi Kanai
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical and Applied Information Technology

      巻: 90 ページ: 222-236

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of element pitch on synthetic aperture ultrasound imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa and Chris L. de Korte
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 43 ページ: 317-325

    • DOI

      10.1007/s10396-016-0700-6

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High resolution wavenumber analysis for investigation of arterial pulse wave propagation2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa, Masakazu Sato, and Takasuke Irie
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 07KF01-1-7

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.55.07KF01

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase-sensitive 2D motion estimators using frequency spectra of ultrasonic echoes2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 6 ページ: 195-1-19

    • DOI

      10.3390/app6070195

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 位相差トラッキング法2016

    • 著者名/発表者名
      宮下 進, 室月 淳, 室本 仁, 小澤克典, 長谷川英之, 金井 浩
    • 雑誌名

      超音波医学

      巻: 43 ページ: 483-490

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ドプラ法の原理と応用2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 雑誌名

      超音波医学

      巻: 43 ページ: 411-415

    • 査読あり
  • [学会発表] フェーズドアレイプローブを用いた2次元変位計測法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      鏑木かおり,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      生田
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 粒子速度の位相を用いたせん断波伝搬速度の2次元推定に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      皆川真聖,長谷川英之,八木晋一
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      生田
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 超音波パルス圧縮における方位分解能に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      藤田博樹,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      生田
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 超音波イメージングにおける距離分解能向上に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      生田
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 受信超音波信号の位相偏移と周波数の推定による血管壁2次元変位の高精度計測2017

    • 著者名/発表者名
      宮條 晃,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      生田
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] Estimation of myocardial strain rate using high-frame-rate echocardiography2017

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kaburaki, Hideyuki Hasegawa, and Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2017
    • 発表場所
      Naha, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2017-01-19 – 2017-01-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal processing techniques in medical ultrasound imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-12-23 – 2016-12-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High temporal and spatial resolution ultrasonic imaging and application to cardiovascular imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigation on a method for suppression of grating lobe by controlling waveform of transmitted ultrasound2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fujita and Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      The 37th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on improvement of spatial resolution in element domain for high-frame-rate ultrasound2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      The 37th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 複素粒子速度の解析によるせん断波伝搬速度の推定2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-07
  • [学会発表] 超音波による医療用イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      第25回ソノケミストリー討論会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-10-21 – 2016-10-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 適応ビームフォーマにおける開口分割と空間平均の併用手法2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 発表場所
      郡山
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-07
  • [学会発表] 適応ビームフォーマにおける開口分割と空間平均の効果2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NOLTAソサイエティ大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
  • [学会発表] グレーティングローブを抑圧する超音波送信波形の検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤田博樹,長谷川英之
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 超音波エコーの周波数および時間変化の推定による対象物の2次元速度検出2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会基礎技術研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-08-06 – 2016-08-06
  • [学会発表] 低周波超音波イメージングの基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-06-10 – 2016-06-10
  • [学会発表] 超音波ドプラ法の基礎2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      第35回日本脳神経超音波学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-06-03 – 2016-06-04
  • [学会発表] 高速超音波イメージングを用いた循環動態計測2016

    • 著者名/発表者名
      高橋広樹,Magnus Cinthio,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 高脂血症患者の投薬に伴う頸動脈弾性率の遷移2016

    • 著者名/発表者名
      金井 浩,長谷川英之,山岸俊夫
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 位相差トラッキング法を用いた胎児脈圧の計測および2016

    • 著者名/発表者名
      室本 仁,室月 淳,和形麻衣子,原田 文,八重樫伸生,長谷川英之,瀧 宏文,金井 浩
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 高速イメージングによる心拍に伴う肝臓内ずり波伝搬計測2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之,八木晋一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 心臓壁の運動計測精度向上を目指した相関窓の実効位置推定に関する基礎研究2016

    • 著者名/発表者名
      鏑木かおり,長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 素子指向性を考慮した適応ビームフォーマにおける対角項負荷と空間平均の効果2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川英之
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 肥満を有する2 型糖尿病でのIMT,頸動脈壁弾性特性に対するSGLT2阻害薬の作用について2016

    • 著者名/発表者名
      山岸俊夫,長谷川英之,金井 浩
    • 学会等名
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 心筋ストレインレート計測のための相関窓の実効位置を用いた推定法2016

    • 著者名/発表者名
      鏑木かおり,長谷川英之
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-04-26 – 2016-04-28
  • [備考] 富山大学 工学部 知能情報工学科 医用情報計測学講座

    • URL

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

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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