本庄 泰徳¹, 長谷川 英之^{1, 2}, 金井 浩^{1, 2}

Yasunori HONJO¹, Hideyuki HASEGAWA^{1, 2}, Hiroshi KANAI^{1, 2}

¹東北大学大学院医工学研究科医工学専攻, ²東北大学大学院工学研究科電子工学専攻

¹Graduate School of Biomedical Engineering, Department of Biomedical Engineering, Tohoku University, ²Graduate School of Engineering, Department of Electronic Engineering, Tohoku University

キーワード :

【目的】
本研究では，これまでにスペックルトラッキング法に関するパラメータである相関窓幅に関して，超音波焦域をもとに最適な大きさを決定した ［1］．しかし，決定した最適な窓幅は心室中隔壁の典型的な深さ50 mmにおける窓幅である．本報告では，様々な深さで超音波焦域を測定し，様々な深さに対応した最適な相関窓幅を決定する．さらに，心室中隔壁と左室後壁の瞬時速度を高時間分解能で推定した．
【対象と方法】
相関窓を2変量正規分布として，その正規分布のラテラル方向と深さ方向の標準偏差（σ_l, σ_d）を超音波の焦域（Δl, Δd）と変数αを用いて（σ_l, σ_d）=α・（Δl, Δd）と設定した［1］．水槽内深さ20, 40, 60, 80 mmの位置にシリコーン板を設置した．また，計測したRF信号に白色雑音を付加させ，白色雑音の振幅変数βを変化させることでSN比の条件を変えた．変数αと変数βごとに推定された変位と自動ステージに設定したシリコーン板の変位の真値との二乗平均平方根 （RMS） 誤差を用いて最適な窓幅の検討を行った．
【結果と結論】
図1に，RMS誤差が最小となったときの変数αを深さdごとに示した．変数αの値は深さに依存せずほぼ一定の値となった．このことから，相関窓幅の最適な大きさは，あらかじめ超音波焦域を測定しておき，SN比ごとに最適な窓幅を変化させることで決定できる．
さらに，図1をもとに最適な窓幅を用いて1心拍分の心室中隔壁および左室後壁の瞬時速度を推定した．心室中隔壁および左室後壁のSN比はそれぞれ20, 15dBとなったため，使用した最適な相関窓幅は，心室中隔壁では超音波焦域に対して1.0倍，左室後壁では1.1倍の領域を標準偏差とする正規分布として設定した．
図3（b）, （c）は1心拍間のラテラル方向の速度分布である．図3（d）と（e）は，等容性収縮期における速度波形を拡大した図である．心室中隔壁と左室後壁ともに，速度の向きが変わるタイミングが心基部側から心尖側への遅れがあり，その遅延時間を速度にすると，1.7, 1.8 m/s であることが本手法により観察することができた．
［1］Y. Honjo et. al., Jpn J. Appl. Phys., Vol. 49, No. 7, pp. 07HF14-1-07HF14-9, 2010.