Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2014 - Vol.41

Vol.41 No.Supplement

一般口演 基礎
血流計測

(S484)

平行波の二方向ステアリングによるリアルタイム二次元血流ベクトル測定

Real-time Estimation of Two-Dimensional Blood Flow Vector by Bidirectional Parallel Beamforming

増野 元太1, 長岡 亮1, 吉澤 晋2, 梅村 晋一郎2, 西條 芳文1

Genta MASUNO1, Ryo NAGAOKA1, Shin YOSHIZAWA2, Shin-ichiro UMEMURA2, Yoshifumi SAIJO1

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通信工学専攻

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

キーワード :

【背景】
超音波ドプラ法により血流速度を測定することができるが,その速度成分は超音波照射方向に沿った一次元であり,心血管系の複雑な構造における血流を正確に描出することはできない.二次元血流ベクトルのリアルタイム計測が可能になると,複雑な構造中の血液の流れを正確に把握できるので,乱流や血管壁のずり応力による血栓やプラークなどの形成の早期発見が期待される.本研究では同一プローブでほぼ同一の時相で二方向にビームステアリングを行い,二方向から計測したドプラ信号を合成することで二次元血流ベクトルを描出することを目的とした.
[実験方法]
中心周波数7.5MHzのリニアアレイプローブを128ch同時送受信が可能なビームフォーマーに接続し,パルス繰り返し周波数10kHz,サンプリング周波数30MHzで計測を行った.速度推定にはパルスドプラ法を用いた.Parallel Beamformingを用いることで時間分解能を約100倍に向上させた.まずBモード画像用にデータを取得し,その後ステアリング角±15°で交互に超音波を照射し,それぞれの方向で8枚ずつ計16枚データを取得し平均化することで,一次元速度を二方向で測定した.二方向のビームが重なった領域において,二方向の速度成分を合成することで,二次元血流ベクトルの計測を行った.この画像をBモード画像と重ねて表示することで100Hzのフレームレートを実現した.
【結果・考察】
図は24歳の健常男性の頸動脈の血流ベクトル画像である.図のサイズは25.6mm×41.7mm(横×深さ)であり,画像左側が心臓側である.図の矢印の向きが血流の方向,長さが速さを表しており,白線の内側が二次元血流ベクトルの計測可能な領域である.図から,壁付近の流れが遅く中央付近の流れが速くなっていることが分かる.計測された速度は血管の中央付近で約45cm/secである.本実験では計算コストの低いドプラ法を基本としているため100Hzという従来よりも高いフレームレートの実現に成功したが,流入期等の流れの変化が激しいタイミングでは正確な推定は困難であった.
【結論】
提案手法により頸動脈の二次元血流ベクトル推定が可能であった.今後は流れの時間変化をより明らかにするため,さらに高いフレームレートでの計測を行う予定である.