Development of High-speed Microprobe for in vivo Observation of Biological Tissue Using Pulsed Ultrasound

• Project/Area Number: 18360196
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: HOZUMI Naohiro Aichi Institute of Technology, 工学部, 教授 (30314090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MASAYUKI Naga 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30115612) ; YOSHIFUMI Saijo 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277) ; YOSHIDA Sachiko 豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (40222393)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KOBAYASHI Kazuto 本多電子株式会社, メディカル事業部長 ; 山本 清二 浜松医科大学, 光量子医学研究センター, 准教授 (60144094)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥15,900,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2008: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2007: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2006: ¥8,100,000 (Direct Cost: ¥8,100,000)
• Keywords: 超音波 / 生体組織 / 音響インピーダンス

Research Abstract

高分子基板に接触した生体軟組織断面の特性音響インピーダンスを画像化し、非染色、非接触で定量観察できる超音波顕微鏡を提案し、細胞レベルに至る画像分解能を得た。ラット由来のグリア細胞を観察した結果、核と細胞骨格を含む内部構造が観察できた。また、ラットの脳腫瘍モデルを観察し、腫瘍部分は音響物性のばらつきが大きいことなどを明らかにした。医師が施術中に使える顕微プローブを目指し、従来のXY走査に代えて螺線走査を提案し、予備実験を実施した。

Research Products

• [Journal Article] Biomedical Application of Acoustic Microscopy Diagnosis, Assessing Echogenecity and Biomechanics (2008)
  • Author(s): Y. Saijo, Y. Hagiwara, K. Kobayashi, N. Okada, A. Tanaka, N. Hozumi, M. Tanaka
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 1983-1986
• [Journal Article] Non-contact Observation of Cultured Cells by Acoustic Impedance Microscope (2008)
  • Author(s): A. Nakano, T. Uemura, N. Hozumi, M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, S. Yamamoto, Y, Saijo
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 189-1896
• [Journal Article] Vital Observation and Featuring Techniques of Functional Cell-Surface Proteins Using Acoustic Impedance Microscope (2008)
  • Author(s): S. Yoshida, S. Masaki, S, Iwasa, K. Kobayashi, N. Hozumi
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 112-115
• [Journal Article] Development of Biological Acoustic Impedance Microscope and Its Error Estimation (2008)
  • Author(s): N. Hozumi, A. Nakano, S. Terauchi, M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, Seiji Yamamoto, Yoshifumi Saijo(Tohoku Univ.)
  • Journal Title: Modern Physics Letters B Vol.22-1 Pages: 1129-1134
• [Journal Article] Development of Biological Acoustic Impedance Microscope and Its Error Estimation (2008)
  • Author(s): N. Hozumi, A. Nakano, 他
  • Journal Title: Modern Physics Letters B 22-1 Pages: 1129-1134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-contact Observation of Cultured Cells by Acoustic Impedance Microscope (2008)
  • Author(s): S. Yoshida, N. Hozumi, 他
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 1893-1896
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biomedical Application of Acoustic Microscopy Diagnosis, Assessing Echogenecity and Biomechanics (2008)
  • Author(s): Y. Saijo, N. Hozumi, 他
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 1983-1986
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-contact Observation of Cultured Cells by Acoustic Impedance Microscope (2008)
  • Author(s): A. Nakano, N. Hozumi, 他
  • Journal Title: Proc. 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 1893-1896
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmenht of Biologilal Acoustic Impedance Microscope and Its Error Estimaion (2007)
  • Author(s): N. Hozumi, S. Terauchi, S. Yamamoto, M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, Y. Saijo
  • Journal Title: Advanced 2nd Int'l Conf. on Nondestructive Evaluation Pages: 2007-590
• [Journal Article] Precise Calibration for Biological Acoustic Impedance Microscope (2007)
  • Author(s): N. Hozumi, A. Nakano, S. Terauchi,M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, S. Yamamoto, Y. Saijo
  • Journal Title: IEEE Ultrasonics Symposium 9D-1
• [Journal Article] B-mode and C-mode Imaging of Regenerated 3D Skin Model with 100 MHz Ultrasound (2007)
  • Author(s): Y.i Saijo, Y. Hagiwara, K. Kobayashi, N. Okada, A. Tanaka, N. Hozumi, K. Tomihata
  • Journal Title: IEEE Ultrasonics Symposium 4C-C
• [Journal Article] Ultrasonic Tissue Characterization of Atherosclerosis by a Speed-of-Sound Microscanning System (2007)
  • Author(s): Y. Saijo, N. Hozumi, 他
  • Journal Title: IEEE Trans. on Ultrasonics, Feroelectrics & Frequency Control Vo.54, No.8 Pages: 1571-1577
  • NAID: 120002338352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precise Calibration for Biological Acoustic Impedance Microscope (2007)
  • Author(s): N. Hozumi, A. Nakano, 他
  • Journal Title: Proc. IEEE International Ultrasonics Pages: 801-804
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生体用音響インピーダンス顕微鏡における観察用基板表面処理の影響 (2007)
  • Author(s): 木村あゆみ, 穂積直裕 他
  • Journal Title: 平成19年電気学会全国大会予稿集 Pages: 1-136
• [Journal Article] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の校正法の検討 (2007)
  • Author(s): 寺内智, 穂積直裕 他
  • Journal Title: 平成19年電気学会全国大会予稿集 Pages: 1-137
• [Journal Article] Development of Cerebella Tissue of Rat Characterized by Acoustic Impedance Microscope (2006)
  • Author(s): A. Kimura, S. Terauchi, M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, Y. Saijo, N.Hozumi
  • Journal Title: Proc. 2006 IEEE International Ultrasonics Symposium(Vancouver, Canada) Pages: 426-426
• [Journal Article] Development of Cerebella Tissue of Rat Characterized by Acoustic Impedance Microscope (2006)
  • Author(s): A. Kimura, S. Terauchi, M. Nagao, S. Yoshida, K. Kobayashi, Y. Saijo, N.Hozumi
  • Journal Title: Proc. 2006 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 423-426
• [Journal Article] Ultrasonic Speed Microscopy for Imaging of Cornary Artery (2006)
  • Author(s): Y.Saijo, N.Hozumi 他
  • Journal Title: Ultrasonics Volume 44, Suppl. 1
• [Journal Article] Development of Cerebella Tissue of Rat Characterized by Acoustic Impedance Microscope (2006)
  • Author(s): A.Kimura, N.Hozumi 他
  • Journal Title: Proc. 2006 IEEE International Ultrasonics Symposium Pages: 423-426
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡における音場計算 (2009)
  • Author(s): 植村努, 中野愛子, 高山靖章, 武本諒太, 穂積直裕, 小林和人, 吉田祥子, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会全国大会
• [Presentation] 3次元形状観察機能を有する生物用音響インピーダンス顕微鏡 (2009)
  • Author(s): 中野愛子, 植村努, 穂積直裕, 小林和人, 吉田祥子, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会全国大会
• [Presentation] 音響インピーダンス顕微鏡による培養細胞の非接触観察 (2009)
  • Author(s): 中野愛子, 穂積直裕, 寺内智, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気関連学会東海支部連合大会
  • Place of Presentation: (0-288)
• [Presentation] 3次元形状観察機能を有する生物用音響インピーダンス顕微鏡 (2009)
  • Author(s): 中野愛子, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成21年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 札幌市
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡における音場計算 (2009)
  • Author(s): 植村努, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成21年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 札幌市
• [Presentation] 音響インピーダンス顕微鏡による培養細胞の定量評価 (2008)
  • Author(s): 中野愛子, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成20年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の較正-食塩水による精度評価- (2008)
  • Author(s): 浜川佑也, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成20年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] 開口合成による3次元超音波顕微鏡の基礎検討 (2008)
  • Author(s): 糟谷智美, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成20年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡における収差検討 (2008)
  • Author(s): 植村努, 穂積直裕, 中野愛子, 高山靖章, 武本諒太, 小林和人, 吉田祥子, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会東海大会
  • Place of Presentation: (0-459)
• [Presentation] 細胞観察のための音響インピーダンス顕微鏡の較正 (2008)
  • Author(s): 中野愛子, 高山靖章, 植村務, 穂積直裕, 吉田祥子, 小林和人, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会東海大会
  • Place of Presentation: (0-326)
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の較正-集束角の影響解析と小脳組織観察- (2008)
  • Author(s): 寺内智, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文, 穂積直裕
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-123)
• [Presentation] 音響インピーダンス顕微鏡による培養細胞の定量評価 (2008)
  • Author(s): 中野愛子, 穂積直裕, 寺内智, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-124)
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の較正-食塩水による精度評価- (2008)
  • Author(s): 浜川佑也, 穂積直裕, 寺内智, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-125)
• [Presentation] 開口合成による3次元超音波顕微鏡の基礎検討 (2008)
  • Author(s): 糟谷智美, 穂積直裕, 寺内智, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 山本清二, 西條芳文
  • Organizer: 電気学会全国
  • Place of Presentation: (1-126)
• [Presentation] 細胞観察のための音響インピーダンス顕微鏡の較正 (2008)
  • Author(s): 中野愛子, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成21年電気関係学会東海支部連合大会
  • Place of Presentation: 愛知県長久手町
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡における収差検討 (2008)
  • Author(s): 植村 努, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成21年電気関係学会東海支部連合大会
  • Place of Presentation: 愛知県長久手町
• [Presentation] Participation of GABA transporters in GABA distribution in the developing cerebellar cortex (2008)
  • Author(s): S. Yoshida, N. Hozumi, 他
  • Organizer: 38th Neuroscience meeting
  • Place of Presentation: 米国ワシントンDC
• [Presentation] The quantitative analysis of the neurotransmitter release using covalent immobilized enzyme assay and evanescent light excitation (2008)
  • Author(s): N. Inoue, N. Hozumi, 他
  • Organizer: Neuroscience Research 61 (S114)
  • Place of Presentation: 東京都内
• [Presentation] Living Observation of Functional Calcium Channel Distribution in Developing Cerebellar Cortex Using Acoustic Impedance Microscope (2008)
  • Author(s): S. Masaki, N. Hozumi, 他
  • Organizer: Neuroscience Research 61 (S213)
  • Place of Presentation: 東京都内
• [Presentation] Tonic GABA responses in the external granular layer (EGL) during rat cerebellar cortex development (2008)
  • Author(s): T. Morishima, N. Hozumi, 他
  • Organizer: Neuroscience Research 61 (S114)
  • Place of Presentation: 東京都内
• [Presentation] Developmenht of Biologilal Acoustic Impedance Microscope and Its Error Estimaion (2007)
  • Author(s): N. Hozumi, S. Terauchi, 他
  • Organizer: Advanced 2nd Int'l Conf. on Nondestructive Evaluation
  • Place of Presentation: 韓国釜山
  • Year and Date: 2007-10-18
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の較正-集束角の影響解析と小脳組織観察- (2007)
  • Author(s): 寺内智, 穂積直裕, 他
  • Organizer: 平成20年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2007-03-21
• [Presentation] パルス静電応力法から医学生物学用超音波顕微鏡ができるまで超音波工学との出会い (2007)
  • Author(s): 穂積直裕
  • Organizer: 電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • Place of Presentation: (C-1)
• [Presentation] 生体組織用音響インピーダンス顕微鏡の精度評価集束角の影響解析 (2007)
  • Author(s): 寺内智, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文, 穂積直裕
  • Organizer: 電気関連学会東海支部連合大会
  • Place of Presentation: (0-287)
• [Presentation] 生体用音響インピーダンス顕微鏡における観察用基板表面処理の影響
  • Author(s): 木村あゆみ, 寺内智, 正木志保, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文, 穂積直裕
  • Organizer: 2007年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-136)
• [Presentation] 生体用音響インピーダンス顕微鏡における観察用基板表面処理の影響
  • Author(s): 寺内智, 木村あゆみ, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文,穂積直裕
  • Organizer: 2007年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-137)
• [Presentation] 生体用音響インピーダンス顕微鏡における観察用基板表面処理の影響
  • Author(s): 木村あゆみ, 寺内智, 正木志保, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文, 穂積直裕
  • Organizer: 2007 年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-136)
• [Presentation] 生体用音響インピーダンス顕微鏡における観察用基板表面処理の影響
  • Author(s): 寺内智, 木村あゆみ, 村上義信, 長尾雅行, 吉田祥子, 小林和人, 西條芳文,穂積直裕
  • Organizer: 2007 年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: (1-137)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 被検査物の測定方法、及び被検査物の測定装置 (2005)
  • Inventor(s): 穂積直裕, 小林和人
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人豊橋技術科学大学・本多電子株式会社
  • Industrial Property Number: 2005-246895
  • Filing Date: 2005-08-26
• [Patent(Industrial Property Rights)] 音速測定方法、及び音速測定装置 (2005)
  • Inventor(s): 穂積直裕, 小林和人
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人豊橋技術科学大学・本多電子株式会社
  • Industrial Property Number: 2005-246894
  • Filing Date: 2005-08-26
• [Patent(Industrial Property Rights)] 音速測定方法、及び音速測定装置 (2005)
  • Inventor(s): 穂積直裕, 小林和人
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人豊橋技術科学大学・本多電子株式会社
  • Industrial Property Number: 2005-097016
  • Filing Date: 2005-03-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波検査方法、及び超音波検査装置 (2004)
  • Inventor(s): 穂積直裕, 小林和人
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人豊橋技術科学大学・本多電子株式会社
  • Industrial Property Number: 2004-264712
  • Filing Date: 2004-09-10