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

基本信息

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

项目摘要

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。

为了开发用于动脉粥样硬化的诊断方法，我们将开发一种新的超声测量系统，该系统使用血流依赖性的血管舒张（FMD）反应来开发非侵入性测量系统，该系统测量因血液在流动而释放的启动和释放的启动的启动的启动的启动的启动的启动的启动和释放的序列启用的启动的启动的启动的启动的启动的启动的序列，从而导致了由eNdophelium造成的一氧化氮（NO），从而导致了eNdophelium产生的一氧化氮（NO）。动脉壁，然后恢复正常为应力 - 应变特征。此外，通过显示对内皮疾病程度非常敏感诊断的可能性，我们的目标是在动脉硬化的早期阶段将其确立为诊断方法，这是以前不可能的。在这项研究中，主要研究人员开发的超声探针允许在同一位置同时测量血压和血管直径。为了使用超声探针测量血压波形，必须将探针压在皮肤上以压碎血管。但是，根据施加到血压波形和内径变化的压力（压力），弹性模量的不同，获得的弹性模量也有所不同。去年，我们研究了当血管横截面因压力从圆向椭圆形变形时，用于计算弹性模量的理论和实验方法。今年，我们考虑了一种确定血管椭圆形的时间变化的方法，目的是提高估计弹性模量的准确性。在这种方法中，首先，由通过血管中心的超声波的RF信号信封确定血管中心坐标和血管次要轴。接下来，通过比较测得的超声断层扫描中椭圆形内的平均亮度与假设容器的纵向直径来计算血管的长度，该容器的平均亮度，血管模型中椭圆内的平均亮度与血管外的平均亮度。由于将此技术应用于20多岁的健康雄性的径向动脉，因此估计了血管的形状。此外，已经证实，血管的长直径，容器的次要直径以及随着节拍而变化。