1993 Fiscal Year Annual Research Report
循環器の振動の非侵襲的計測と分析による心筋梗塞・動脈硬化の定量的評価診断装置
| Project/Area Number |
04555092
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金井 浩 東北大学, 工学部, 助教授 (10185895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 英男 (株)小野測器, 音響技術研究所, 所長
小岩 喜郎 東北大学, 医学部, 助教授 (80091685)
中鉢 憲賢 東北大学, 工学部, 教授 (20006224)
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| Keywords | 動脈硬化 / 心筋梗塞 / 非侵襲的診断 / 脈波伝搬特性 / 弾性特性 / 超音波ドプラ / スペクトル解析 / 微小振動計測 |
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| Research Abstract |
近年高齢化社会の到来とともに、心筋梗塞や脳梗塞等の循環器疾患の増加が大問題になりつつあるが、その主因の動脈硬化症は30代以前から進行すると言われ、早期段階の無症候性動脈硬化の診断技術や、個人の硬化の経時変化の計測技術の開発が、早期治療や循環器疾患の予防制圧に必要不可欠となる。そこで本研究では、
1.動脈壁・心臓壁各点の微小振動を体表面から計測できる超音波計測法を開発した。
2.得られた微小振動の非定常スペクトル遷移推定法を開発した。
3.動脈壁の微小振動の新しい計測装置の処理系を設計し、プロトタイプを作製した。この手法と装置は広いダイナミックレンジを有し、動脈壁上の微小振動までも十分計測できる優れた特徴を持つ。
4.得られた微小振動を解析し、動脈壁の弾性特性を評価するための信号処理手法の開発を行った。
5.動脈上の脈波伝搬特性を模擬したモデルを水槽内に構成し、作製した超音波計測装置によって、机上では得られなかった処理細部にわたる検討と裏付け実験を行った。6.東北大学医学部において、実際の循環器疾患の患者と正常者への適用を行い、得られた振動信号の詳細な解析から、患者・高齢者・正常者の心筋・大動脈壁の弾性的特性の差異を実験的に明らかにした。これらは従来の超音波診断装置では計測できなかった優れた成果と言える。
本研究により、従来は評価できなかった、心筋や動脈壁組織の弾性的特性など、全く新しい情報が非観血的に体表から決定出来るようになり、動脈硬化の発生範囲、その程度に関する定量的な診断情報を非侵襲的に得ることが可能となった。この成果は,今後循環器の各種疾患の診断・治療・進行予防の分野に大きな意義を持つ。
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[Publications] K.Kawabe,H.Kanai,N.Chubachi: "“Accuracy Evaluation in Ultrasonic-Doppler-Based Measurement of Small Vibrations for Acoustical Diagnosis of the Aortic Wall,"" Electronics Letters. 29. 915-916 (1993)
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[Publications] 金井浩,中鉢憲賢: "“低いSN比の下での離散的フーリエ変換による周波数分析における偏り誤差と分散の理論解析,"" 日本音響学会誌. 49. 763-774 (1993)
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[Publications] H.Kanai,H.Satoh,K.Hirose,N.Chubachi: "“A New Method for Measuring Small Local Vibrations in the Heart Using Ultrasound,"" IEEE Transactions on Biomedical Engineering.40. 1233-1242 (1993)
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[Publications] 佐藤宏明,金井浩,中鉢憲賢: "“ダイナミックプログラミングを用いた心臓壁面運動のトラッキングによる心臓壁の微小な振動計測,"" 日本音響学会誌. 50. 11-21 (1994)
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[Publications] 朴茂薫,金井浩,中鉢憲賢: "“超音波ドプラ法による加振時の骨の曲げ振動伝搬速度の計測,"" 日本音響学会誌. 50. 103-109 (1994)
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[Publications] H.Kanai,T.Hori,N.Chubachi,T.Ono: "“Delayed Block Transfer Function and its Application to Accurate Estimation of Transfer Function,"" IEEE Transactions on Signal Processing. 41(発表予定). (1994)
