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Viscoelasticity analysis algorithm of blood vessel for clinical application with ultrasonic-measurement-integrated analysis

超声测量一体化分析血管粘弹性分析算法的临床应用

基本信息

批准号：
17K13017
负责人：
門脇弘子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2020-2021)Yamaguchi University (2017-2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、動脈硬化の機序や進展を考える上で重要な情報である生体内の血管特性を再現するため、複雑な実血管の力学的挙動を表すモデルの定式化により、超音波計測融合解析による圧力と形状変形の情報を入力条件として血管特性を推定することを目的とした。令和３年度は、超音波計測融合解析システムの実用化に向けて、ヒト血流ドプラ速度の取得から数値解析に至るまでの情報処理システムの構築を実施した。ヒト血流ドプラ速度の取得においては、超音波診断装置(CX-50, Philips)およびリニアプローブを用いて血流ドプラ速度を表すカラードプラ画像と血管組織を表すBモード画像を同時計測した。計測時間は約3秒間とし、取得したデータはDICOM形式で出力した。オープンソースの画像処理ソフトウェアであるImageJよりDICOMデータを読み込み、画像処理を施した。DICOMデータの輝度値に対する一次微分フィルタ・二値化・ノイズ処理を経て血管組織とカラードプラの領域を判別し、流体・固体情報およびドプラ速度情報を時系列のテキスト形式で出力した。出力したデータは自作のデータ処理用プログラムから読み込み、カラーバーで参照した輝度値をもとにドプラ速度を算出し、計測融合解析プログラムで扱うドプラ速度に合わせた流体・固体情報とドプラ速度が紐付いた形で時系列データを出力した。20-40歳代の健常者4名に対して総頸動脈血流の超音波計測を実施し、前述の画像処理により血管領域抽出および血流ドプラ速度の算出を試みた。その結果、対象組織の性状により血管領域の抽出具合が異なることが明らかとなり、ImageJで目視によりドプラ速度と血管組織の境界が一致するよう輝度値の閾値を調整することで、高精度かつ簡便に形状抽出を行うことが可能となった。これらの成果は、本研究の実用化に向けた情報処理方法の確立に資するものである。

The purpose of this study is to examine the progress of the mechanism of arteriosclerosis, to examine important information, to reproduce the characteristics of blood vessels in vivo, and to review the dynamic table of blood vessel mechanics.すモデルのFormatization, Ultrasonic measurement fusion analysis, によるPressure force, Shape change, のInformation, Input conditions, vascular characteristics, Estimation, する, ことを Purpose and とした. Reiwa 3rd year, ultrasonic measurement fusion analysis, chemical transformation, and blood flow analysisラspeed の acquisition から numerical value analysis に to るまでのinformation processing システムのconstruct を実时した.においては, ultrasonic diagnostic device (CX-50, Philips) およびリニアプローブを Used いてBlood Flow ドプラ Speed Watch The すカラードプラ image and the blood vessel tissue を table and the Bモード image を are measured simultaneously. The measurement time is about 3 seconds, and the output of the DICOM format is obtained. Image processing, image processing, and image processing DICOM brightness value に対する primary differential フィルタ・二夤・ノイズtreatment を経てvascular tissueとカラードプラの区をdeterminationし、fluid・solid informationおよびドプラspeed informationを时 seriesのテキストformで出力た. The output of the self-made したデータは is used for processing , Calculated by referring to the brightness value of the car and the speed of the car. Measurement and fusion analysis of the speed of the fluid and the solid information of the speed of the fluid and the solid information of the speed and shape of the series of time series. Four healthy people aged 20 to 40 years old performed ultrasonic measurement of carotid artery blood flow, and performed the above-mentioned image processing and extraction of blood flow from the vascular field to calculate and test the speed of blood flow.そのResults, Object tissue properties, Vascular field extraction tools, ImageJ visual inspection speed The state of the blood vessel tissue is consistent, the brightness and threshold are adjusted, and the shape extraction is possible with high precision and simplicity. The result of this research is based on the establishment of information processing methods based on the application of this research.