A study on measurement method of viscoelastic property of blood vessel wall aiming at early diagnosis of arteriosclerosis

动脉硬化早期诊断的血管壁粘弹特性测量方法研究

• 批准号: 21H03835
• 负责人: 荒川 元孝
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03835/
• 关键词: 動脈硬化症; 血管壁; 粘弾性特性; 血流依存性血管拡張反応; 超音波プローブ

動脈硬化症の診断法の開発を目的とし、血流依存性血管拡張(FMD)反応を利用し、血流の駆血・開放後に血流のずり応力の増大によって内皮が産生した一酸化窒素(NO)によって、動脈壁の中膜が弛緩して柔らかくなり、その後また元に戻る一連の様子を、応力―歪み特性として非侵襲で計測する超音波計測システムを新たに開発する。その上で、内皮の障害の程度を非常に敏感に診断することの可能性を示すことによって、従来不可能であった、動脈硬化症の極早期段階における診断法として確立することを目指す。本研究では、研究代表者らが開発した、血圧と血管径を同位置で同時に計測可能な超音波プローブを用いる。超音波プローブにより血圧波形を計測するためには、プローブを皮膚に押しつけ、血管を潰す必要がある。しかし、押し付ける圧力（押圧）により、計測される血圧波形、内径変化が異なり、得られる弾性率が異なる。昨年度、押圧により血管断面が円から楕円に変形したときの弾性率の算出方法を理論的・実験的に検討した。今年度は、弾性率の推定精度向上を目的とし、血管の楕円形状の時間変化を求める方法を検討した。本手法では、はじめに、血管中心を通る超音波のRF信号包絡線から、血管中心座標、血管短径を求める。次に、計測した超音波断層像における楕円内の平均輝度 と仮想的な血管長径 ，血管内腔の平均輝度、血管外の平均輝度を設定した血管モデルにおける楕円内の平均輝度との比較により、血管長径を求める。本手法を20代健常男性の橈骨動脈に適用した結果、血管形状を推定できた。さらに、拍動に伴い，血管長径，血管短径，扁平率が変化する様子を確認できた。

Atherosclerosis の diagnostics の open 発 を purpose と し, blood flow dependence blood vessel company (FMD) against 応 を using し, blood flow の 駆 blood に after opening, の ず り 応 の raised potent に よ っ て endothelial が produce し た a acidification smothering element (NO) に よ っ て, arterial wall の membrane が atony し て soft ら か く な り, そ の after ま た yuan に 戻 る for の を, 応 force others -crooked み features と て て non-invasive で measurement する ultrasonic measurement システムを newly developed たに する. そ の で, endothelial の handicap of の degree を very sensitive に に diagnosis す る こ と を の possibility in す こ と に よ っ て, 従 impossible で あ っ た, atherosclerosis の very early Duan Jie に お け る diagnostics と し て establish す る こ と を refers す. This study で は representatives, research ら が open 発 し た, blood 圧 と blood pipe diameter を で with position and at the same time に measuring may な ultrasound プ ロ ー ブ を with い る. Ultrasound プ ロ ー ブ に よ り blood 圧 waveform を measuring す る た め に は, プ ロ ー ブ を skin に detain し つ け, vascular を routed す necessary が あ る. し か し, and pay け し る pressure (detain 圧) に よ り, measuring さ れ る blood 圧 waveform, inner diameter variations が different な り, ら れ る 弾 sex rate が different な る. Last year, the に検 discussion on the theoretical and practical methods for calculating the を elasticity ratio <e:1> of the compressed によ <s:1> vascular cross-section が yen ら oval-shaped に deformation <s:1> たと ら <s:1> <s:1> elastic ratio <e:1>. This year, the を and the accuracy of the modulus of elasticity <s:1> are estimated upward. The を objective is と と, and the time variation of the vascular <s:1> oval shape <e:1> is を. The める method を検 is used to determine the た. This technique involves で で, じめに, を, the center of the blood vessel を through the る ultrasound <s:1> RF signal envelope line る ら, the center coordinates of the blood vessel, and the short diameter of the blood vessel を to find める. に, measuring し た ultrasound fault like に お け る 楕 has drifted back towards &yen; の within an average luminance と 仮 think な blood vessel length to diameter, blood vessel lumen の average luminance, blood vessels outside の average luminance を set し た vascular モ デ ル に お け る 楕 has drifted back towards &yen; の within an average luminance と の is に よ り, blood vessel length to diameter を め る. This technique を 20th-generation healthy male radial artery に is applicable to the results of <s:1> た and the shape of the blood vessel を to infer で た た た. Youdaoplaceholder0, clashing に accompanied by さらに, long diameter of blood vessels, short diameter of blood vessels, and the が variation of flatness ratio する samples を confirm で た た.

项目成果

Estimation error in sound velocity depending on size of target scatterer

声速的估计误差取决于目标散射体的大小

• DOI: 10.35848/1347-4065/abf39e
• 发表时间: 2021
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Nakayama Aoi;Mori Shohei;Arakawa Mototaka;Kanai Hiroshi
• 通讯作者: Kanai Hiroshi

Improving axial resolution of medical ultrasound images by using noise-robust broadband filter based on singular value decomposition

基于奇异值分解的抗噪声宽带滤波器提高医学超声图像的轴向分辨率

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac5a2c
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kawamata Kenta;Mori Shohei;Arakawa Mototaka;Kanai Hiroshi
• 通讯作者: Kanai Hiroshi

Application of low-complexity generalized coherence factor to in vivo data

低复杂度广义相干因子在体内数据中的应用

• DOI: 10.1007/s10396-022-01243-1
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Medical Ultrasonics
• 影响因子: 1.8
• 作者: Hisatsu Masanori;Mori Shohei;Arakawa Mototaka;Kanai Hiroshi
• 通讯作者: Kanai Hiroshi

Local measurement of instantaneous change in myocardial thickness in swine heart during acute myocardial ischemia

急性心肌缺血时猪心脏心肌厚度瞬时变化的局部测量

• 发表时间: 2022
• 作者: Yu Obara;Shohei Mori;Masumi Iwai-Takano;Mototaka Arakawa;Susumu Morosawa;Tomohiko Shindo;Hiroaki Yamamoto;Satoshi Yasuda;Hiroaki Shimokawa;Hiroshi Kanai
• 通讯作者: Hiroshi Kanai

弾性率計測の精度向上を目指した頸動脈粥腫内部の局所変位計測結果の信頼性評価

颈动脉粥样斑块内局部位移测量结果可靠性评价，提高弹性模量测量精度

• 发表时间: 2021
• 作者: 土師佑太;森 翔平;荒川元孝;山岸俊夫;金井 浩
• 通讯作者: 金井 浩