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Safety evaluation of Acoustic Radiation Force Impulse against the heart after administration of ultrasound contrast agent

Research Project

Project/Area Number 16H03198
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Medical engineering assessment
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Akiyama Iwaki  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80192912)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 谷口 信行  自治医科大学, 医学部, 教授 (10245053)
笹沼 英紀  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90511709)
新田 尚隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
石黒 保直  自治医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10646326)
Research Collaborator Takayama Noriya  
Rifu Kazuma  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2016: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Keywords超音波診断 / 期外収縮 / ウサギ心臓 / 超音波造影剤 / 音響放射力インパルス / 音響放射力 / 長波連長 / 心臓照射 / 超音波照射 / T波 / 照射タイミング / ARFI / 超音波Bモード画像 / 心臓 / 心電図 / 超音波ビーム / 焦点距離可変超音波照射 / リニアアレイ / Bモード画像 / 超音波診断装置 / メカニカルインデックス
Outline of Final Research Achievements

An ultrasonic pulse with Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) is applied to measure the tissue elasticity in the field of clinical diagnosis. Since ARFI is usually generated by an ultrasonic pulse of longer pulse duration than that of a B-mode imaging pulse, the heart exposed to ARFI have been concerned of evoking arrhythmias as well as tissue destruction, or temperature rise significantly. In this study, an experimental system was developed to observe the rabbit heart in B-mode image and to focus on the right or left ventricle for exposure to ARFI. It is confirmed that the rabbit heart with concomitant administration of ultrasound contrast agents exposed to ARFI evokes arrhythmias under lower intensity of ultrasound than that of used in the previous study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は超音波造影剤投与後の心臓に対して持続時間の長い超音波が心臓に照射された場合に誘発する期外収縮についてウサギ心臓に対して超音波照射実験を行った、その成果は現在の超音波出力の安全基準であるMIが1.9より低い超音波でもパルス持続時間が長い場合に期外収縮を発生することを明らかにした。すなわち、造影剤投与後は心臓に対して超音波が照射されるような超音波の使用についてはMIが基準値以下でもその持続時間が長い場合には期外収縮を誘発する可能性があることを認識する必要がある。したがって、その成果は、超音波診断の安全な使用に関する重要な知見と考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] 造影剤投与後の音響放射力インパルスを伴う超音波照射による期外収縮の誘発2019

    • Author(s)
      利府数馬、笹沼英紀、高山法也、古屋元秀、石黒保直、小形幸代、秋山いわき、谷口信行
    • Organizer
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Acoustic radiation force impulse and ultrasound contrast agent evoke arrhythmias in the rabbit heart2019

    • Author(s)
      K. Rifu, H. Sasanuma, N. Takayama, N. Nitta, M. Furuya, Y. Ogata, I. Akiyama, A. K. Lefor, and N. Taniguchi
    • Organizer
      World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 造影剤投与後の音響照射力インパルスを伴う超音波照射による期外収縮の誘発2018

    • Author(s)
      利府数馬、笹沼英紀、高山法也、高野わかな、石黒保直、小形幸代、秋山いわき、谷口信行
    • Organizer
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 造影剤投与後の音響放射力インパルスを伴う超音波照射による 期外収縮の誘発2018

    • Author(s)
      利府数馬
    • Organizer
      日本超音波医学会第30回関東甲信越地方会学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] An acoustic radiation force impulse and ultrasound contrast agent evokes arrhythmias in the rabbit heart2018

    • Author(s)
      K. Rifu, H. Sasanuma, N. Takayama, W. Takano, Y. Ishiguro, Y. Ogata, I. Akiyama, A. K. Lefor, N. Taniguchi
    • Organizer
      30th Euroson Congress of the European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 造影剤投与後の音響放射力インパルスを伴う超音波照射による期外収縮の誘発2018

    • Author(s)
      利府数馬,笹沼英紀,高山法也,高野わかな,石黒保直,小形幸代,秋山いわき,谷口信行
    • Organizer
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The Promotion of Muscle Protein Synthesis of Skeletal Muscle Cells Due to ROS Generation by Exposure to Ultrasound2018

    • Author(s)
      Motohide Furuya, Chihiro Okamoto, Hiroshi Ichikawa, Iwaki Akiyama
    • Organizer
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect on Rabbit Heart Exposure to Ultrasound with Long Pulse Duration2017

    • Author(s)
      I.Akiyama, W.Takano, K.Rifu, N.Takayama, H.Sasanuma and N.Taniguchi
    • Organizer
      International Congress on Ultrasonics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 超音波照射による生体への影響について2017

    • Author(s)
      秋山いわき
    • Organizer
      バイオメクフォーラム2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 音響放射力インパルス(ARFI)を伴う超音波と期外収縮2016

    • Author(s)
      石黒保直,新田尚隆,赤井一輝,高野わかな,高山法也,小形幸代,笹沼英紀,安田是和,谷口信行,秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 骨表面組織における超音波照射による温度上昇について2016

    • Author(s)
      髙野わかな、赤井一輝、石黒保直、谷口信行、新田尚隆、秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FBG センサによるMHz 超音波音圧計測2016

    • Author(s)
      松尾晃佑
    • Organizer
      日本超音波医学会第89回学術集会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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