位相制御された音響放射圧による生体内部の歪み加振の効率化に関する研究

利用相控声辐射压提高生物体内应变激发效率的研究

• 批准号: 20650076
• 负责人: 金井 浩
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20650076/
• 关键词: 超音波加振; 医用超音波工学; 組織弾性特性; 位相差トラッキング法; 音響放射圧; 線状集束トランスジューサ; 周波数特性; 鍼灸治療

生体内部の硬さ計測の一般的な方法では,力を加えて内部に生じた歪み量を計測している.本研究では,対象物の両側から2つの音響放射圧を同期させて照射し,対象物内部に歪みを発生させ,その歪みの空間分布を別の超音波によって可視化するための手法を基礎的に検討し,生体の機械的特性評価へ応用した.1つの音響放射圧によって生体内部に生じる変位は数ミクロンと小さいため,効率的な加振方法を検討する必要がある.そこで本年度は次の研究課題を行ない解決した.(1)加振の効率化の検討:線状集束トランスジューサによる実験:対象物を点で加振するのではなく,奥行き方向に線状の領域にわたり対象物を加振できるような広い開口のトランスジューサを設計・試作し,加振の効率が1.5倍に向上し,歪みを精度良く計測することが可能となった.(2)歪みの空間分布の超音波計測:超音波加振によって生じる歪みの分布を別の超音波で計測する場合の両方の超音波干渉を防ぐため,超音波周波数の大きく異なる組み合わせを採用し,加振を連続的に行った(計測用20MHz,加振用500kHz).加振用超音波の連続的照射が,超音波計測に影響がないことを実験的に確認した.(3)異方性の計測:弾性率に異方性がある筋肉(トリ肉)に関して,線維の方向によって加振され易さに差異があることを実験的に確認した.(4)総括:音響放射圧を複数同期させた新しい超音波加振による生体組織内での局所的歪みの発生法と,その内部歪みや変位の空間分布の超音波による計測システムに関する研究を実験的に行った.加振効率の向上のために線状集束超音波トランスジューサを試作し,計測用超音波と加振超音波が干渉しない工夫などを導入し実験的に確認した.さらに生体組織への応用を行った結果,生体組織の硬さを内部にわたって評価できる可能性を示すことができた.今後,弾性率分布の算出などへの発展が期待できる.

A general method for measuring the hardness of an organism is to increase the force and measure the internal hardness. This study aims to provide a basic approach to the evaluation of mechanical properties of living organisms by simultaneous irradiation of acoustic emission pressure on the side of the object, generation of internal distortions, spatial distribution of distortions, and visualization of ultrasonic waves. The method of vibration enhancement is necessary. This year's research topic is being solved. (1)Vibration efficiency: linear cluster vibration efficiency: linear cluster vibration efficiency: linear cluster (2)Ultrasonic measurement of spatial distribution of ultrasonic vibration: ultrasonic vibration generation, ultrasonic vibration distribution, ultrasonic vibration measurement, ultrasonic interference detection, ultrasonic frequency variation, ultrasonic vibration detection (measurement with 20MHz, vibration with 500kHz). Continuous irradiation of ultrasonic waves for vibration excitation, ultrasonic measurement and influence are confirmed. (3)Measurement of anisotropy: the ratio of anisotropy to stiffness is related to the direction of the linear dimension, and the variation of the linear dimension is confirmed. (4)This paper summarizes the research on the generation method of local distortion in biological tissues and the measurement of spatial distribution of ultrasonic waves in internal distortion. The vibration rate is increased and the linear cluster ultrasonic wave is tested. The ultrasonic wave for measurement is increased and the ultrasonic wave is introduced. The results of the study showed that there was a possibility that the tissue might be damaged. In the future, the calculation of the distribution of the property ratio is expected to develop.

项目成果

Artery-Wall Elasticity Imaging with Ultrasound

超声动脉壁弹性成像

• 发表时间: 2010
• 作者: Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai
• 通讯作者: Hiroshi Kanai

Carotid Artery Elasticity Using the Phased-Tracking Method Is Useful as a Risk Factor for Coronary Artery Disease

使用阶段性跟踪方法的颈动脉弹性可作为冠状动脉疾病的危险因素

• 发表时间: 2009
• 作者: Yukiyo Ogata;Yukiya Miyachi;Kazushi Manaka;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Koichi Itoh
• 通讯作者: Koichi Itoh

Flow-Mediated Change in Viscoelasticity of Radial Artery Noninvasively Measured by 22-MHz Ultrasound

通过 22 MHz 超声波无创测量桡动脉粘弹性的血流介导变化

• 发表时间: 2008
• 作者: Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Nobutaka Saitoh;Kazuki Ikeshita;Shuumarjav Uurtuya;Toshio Yamagishi;Ai Tokita;高橋広樹;Toshio Yamagishi;Hideyuki Hasegawa;Kentaro Tsuzuki;Takaomi Kinugawa;Kazuki Ikeshita;Kentaro Tsuzuki;Yoshitaka Odagiri;Hideyuki Hasegawa;Motonao Tanaka;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Yukiyo Ogata;Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Kazuki Ikeshita
• 通讯作者: Kazuki Ikeshita

Blood flow structure and dynamics, and ejection mechanism in the left ventricle: Analysis using echo-dynamography

• DOI: 10.1016/j.jjcc.2008.05.005
• 发表时间: 2008-10-01
• 期刊: JOURNAL OF CARDIOLOGY
• 影响因子: 2.5
• 作者: Tanaka, Motonao;Sakamoto, Tsuguya;Kanai, Hiroshi
• 通讯作者: Kanai, Hiroshi

Propagation of Electric Excitation and Vibrations in the Human Heart

电激励和振动在人心脏中的传播

• 发表时间: 2009
• 作者: Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Nobutaka Saitoh;Kazuki Ikeshita;Shuumarjav Uurtuya;Toshio Yamagishi;Ai Tokita;高橋広樹;Toshio Yamagishi;Hideyuki Hasegawa;Kentaro Tsuzuki;Takaomi Kinugawa;Kazuki Ikeshita;Kentaro Tsuzuki;Yoshitaka Odagiri;Hideyuki Hasegawa;Motonao Tanaka;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Yukiyo Ogata;Hiroshi Kanai;Hideyuki Hasegawa;Hiroshi Kanai;Hiroshi Kanai
• 通讯作者: Hiroshi Kanai