脈管・周辺軟組織を対象とした超高速超音波組織性状診断システムの開発

血管及周围软组织超高速超声组织表征系统的研制

基本信息

批准号：
20J01391
负责人：
大村眞朗
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに構築した計測系を用い，臨床データにおける解析条件を想定した処理手法の効果検証を行った．具体的には，周囲組織や血管壁からの定在波成分（クラッタ信号）が混在するため，血液からのエコー信号を強調するフィルタリング処理が必須である．本項目では，クラッタ信号の強さが異なるファントムを対象として，血球凝集解析におけるフィルタリングの効果を実験的に検証した．結果，クラッタ信号の影響で減衰した微弱な血液エコーにおいて，フィルタを考慮した解析により，クラッタ信号の影響が低い状態と同等の精度で評価できる可能性を示唆した．昨年度までに，直径5～40 umのポリアミド粒子を単体～凝集・凝固した赤血球として模擬し，粒径分布が異なる流体中の超音波伝搬方向の周波数特性を解析してきた．これらの流体では壁ずり応力に依らず粒子の特性は一定であるため，ニュートン流体として振舞う．しかし，実際の血液では血しょう対赤血球のずり特性（血球凝集）が反映され，非ニュートン流体として振舞う．基礎実験系において血液のずり特性を反映した流体計測を行うために，食肉用ブタの血液サンプルを用いた新たな計測システムを構築した．具体的には，様々な状態にある血液を再現するための処理プロトコルの確立および安定した定常流状態での計測系を構築した．最終的なアウトプットとして，拍動周期中の静脈の赤血球凝集程度や微小血栓数を非侵襲に計測することを目指した．金沢医科大学の八木教授のご協力の元，健常者および糖尿病などの疾患を伴う計約50例の頸静脈データを新たに収集し，項目1において最適化した解析処理を適用した．解析の結果から，特定の疾患例において1拍動周期における超音波伝搬方向の周波数特性の違いが壁ずり応力に依存した．項目2の検討においても，血球のずり特性を反映させたサンプルにおいて上記の傾向が観察された．

使用直到去年构建的测量系统，我们验证了处理方法的有效性，该方法假定了临床数据中的分析条件。具体而言，混合了周围组织和血管壁上的常规波段（混乱信号），因此对血液中的回声信号的过滤处理至关重要。在本节中，我们通过实验检查了在血凝分析中滤波的影响，靶向具有不同杂物信号强度的幻象。结果，建议基于滤波器的分析可以评估由于混乱信号的影响，其精度与低影响状态相同。直到去年，直径为5至40 UM的聚酰胺颗粒已被模拟为团聚和固化的红细胞，并分析了具有不同粒径分布的流体中超声波传播方向的频率特性。这些流体以牛顿流体的形式行为，因为无论壁剪应力如何，颗粒的特性都是恒定的。然而，在实际的血液中，血浆与红细胞的剪切特性（血凝）反映并表现为非牛顿液。为了执行反映基本实验系统中血液剪切特征的流体测量结果，使用肉猪的血液样本构建了一个新的测量系统。具体而言，我们建立了一种处理方案，可以在各种状态下再现血液，并在稳定，稳定的流量状态下构建了一个测量系统。最终的输出是非侵入性测量在脉动周期中静脉中的血凝水平和静脉中的微骨数量。通过Kanazawa医科大学的Yagi教授的合作，我们从总共大约50例健康个体和疾病（例如糖尿病）中收集了大约50个珠静脉数据，并在项目1中应用了优化的分析过程。分析的结果表明，在一个疾病中，超声传播方向的频率特征差异在特定疾病的情况下对特定疾病的差异有所依赖。在项目2的研究中，在反映了血细胞剪切特征的样品中观察到上述趋势。