心筋収縮特性の解明による虚血性心疾患の超音波定量診断への挑戦

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心筋の厚み変化速度は，虚血性心疾患における心筋機能の低下や異常の検出に用いられる指標の１つである。そのため，心臓壁の貫壁方向において心筋厚み変化速度を局所的に計測することによる心筋虚血領域の同定が期待される。本研究課題では，従来よりも局所的かつ安定な心筋厚み変化速度計測のため，超音波信号の多周波数における位相差を用いる手法に着目した。2022年度は主に，超音波信号の多周波数における位相差を用いた心筋厚み変化速度の局所的な計測における計測精度の向上に取り組んだ。心筋厚み変化速度計測の局所性を損なわずに計測精度を向上させる手法として，超音波信号包絡振幅値の重心を用いた補正法に着目した。厚み変化速度は心臓壁内の2点における変位速度の差を，その間の距離で除することにより算出される。超音波計測においてある関心点における変位速度を推定する際には，その点の周囲の信号も用いる必要があるが，このとき，変位速度の推定値は，超音波信号の包絡振幅値を重みとした各点の変位速度の足し合わせとなるため，推定値は関心点における変位速度と必ずしも一致せず，推定誤差が生じ得る。この誤差は，厚み変化速度算出のための2点間の距離を超音波信号の包絡振幅値の重心を用いて補正することで低減可能と考えられる。本研究では，超音波信号の包絡振幅値の重心を用いた補正を心筋厚み変化速度の局所的な計測に適用し，健常者を計測対象とした実験で計測精度の向上を検証した。心周期の拡張期において，心臓壁の厚み変化速度分布を局所的に計測し，超音波信号の包絡振幅値の重心を用いた補正前後の分布を比較した結果，補正後では厚み変化速度の推定値の空間的なばらつきが抑制された。この補正により，実際の心臓壁内において，計測の局所性を維持したまま計測精度を向上できたことは，本研究課題の解決のための重要な成果といえる。