金井 浩

Hiroshi KANAI

東北大学大学院工学研究科　電子工学専攻

Graduate School of Engineering, Tohoku University

キーワード :

【はじめに】
我々は摘出ラット乳頭筋で電気的刺激直後15msに，心筋の収縮に伴うパルス状振動を観察した［1］．もし電気的興奮で生じるこの心臓壁振動を超音波で体表から計測できれば，疾患による心筋細胞の傷害を非侵襲的検出でき画期的診断技術となり得る．本報告では心電図R波前後のタイミングに心臓壁に生じる振動の空間分布を胸壁から計測し3次元的に可視化し伝搬状態を調べた．
【原理】
心臓壁の速度波形の超音波計測［2］により，電気的興奮・弁閉鎖で生じたパルス状振動波形を検出する．心電同期で短軸像計測面をスライス方向に数度ずつ回転し，連続した約10拍間計測した結果から3次元構築した．各拍内では超音波ビームを粗く走査し壁内に設定した数千個の点に関し400Hz程度の高いフレームレートで振動波形を計測した［3］．これらの点での波形の40Hz成分の瞬時位相を空間的に内挿し，得られた位相の空間分布を時系列的に並べて，壁に沿った波形の伝搬を表示した［4］．さらにその結果を3次元表示し3次元的な伝搬状態を可視化した．
【in vivo実験結果】
健常な被験者に適用した結果，心筋速度成分の伝搬が観察された．図は，心電図Q波時（左図）から9.3ms間隔で表示したもので，心尖部付近から波形伝搬が始まり，心基部方向に速度約1 m/sで伝搬している（電気的興奮の伝搬）．R波の後の心I音区間には，I音に対応する機械的振動が伝搬している．
【あとがき】
従来の3D心エコーは形態情報・収縮拡張運動の表示が主目的であるが，心筋に存在する速度成分の可視化により，電気的興奮に対応する速度成分，機械的振動成分等の微小で高周波成分の3D伝搬状態が明らかになった．心筋梗塞による心筋の虚血部分・壊死部分は，各々活動電位の脱分極・再分極の様子が異なるため，この波動伝搬は，心筋の機械的特性（粘弾性）［3］とは別に，心筋興奮伝導の空間的評価等に利用できる可能性がある．
【参考文献】
［1］Kanai H, Katsumata S, Honda H, Koiwa Y. Acoustical Science and Technology. 2003;24:17.
［2］Kanai H, Hasegawa H, Chubachi N, Koiwa Y, Tanaka M. IEEE Trans. UFFC, 1997;44:752.
［3］Kanai H. IEEE Trans. UFFC, 2005;51:1931.
［4］Kanai H. Ultrasound Med Biol, 2009;35:382.