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The effect of ultrasound with acoustic radiation force impulse on lung tissue in large animals

Research Project

Project/Area Number 19K12847
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

Takayama Noriya  自治医科大学, 医学部, 助教 (40807880)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 谷口 信行  自治医科大学, 医学部, 客員教授 (10245053)
小形 幸代  自治医科大学, 医学部, 講師 (10448847)
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, 研究グループ長 (60392643)
秋山 いわき  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80192912)
力山 敏樹  自治医科大学, 医学部, 教授 (80343060)
笹沼 英紀  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90511709)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords音響放射力インパルス / ARFIエラストグラフィ / 肺 / 肺胞出血 / MI / ウサギ / ブタ / 音響放射力インパルス(ARFI) / プッシュパルス / メカニカルインデックス(MI) / 出血 / エラストグラフィー / 損傷
Outline of Research at the Start

音響放射力インパルス(Acoustic radiation force impulse:ARFI)は組織の硬度を測定する検査として近年臨床応用されているが、従来の超音波画像検査とは性質の異なる超音波を使用している。そのため超音波による影響を受けやすい臓器である肺に意図しない損傷を来す可能性があった。我々はすでにウサギにおいてARFIによる肺損傷を証明したが、大動物になると肺損傷の閾値は上がるため、本研究では大動物であるブタを応用することで、ヒトに近い条件で肺損傷の可能性について検討する。本研究により、ますます普及が進むARFIの臨床使用における新たな安全基準の指針の一つを示すことが期待される。

Outline of Final Research Achievements

We previously reported that acoustic radiation force impulse (ARFI) induces lung hemorrhage in rabbits. This study demonstrated that the occurrence and severity of ARFI-induced lung hemorrhage increased with a rise in acoustic pressure under clinical conditions in rabbits. Furthermore, we applied these findings to a large animal model comparable to humans and proved that ARFI induced minor lung hemorrhage in pigs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ARFIエラストグラフィは組織硬度を計測する新たな超音波診断法で、近年増加傾向である。ARFIはパルス持続時間が非常に長い超音波であり、従来の超音波と同様に人体に無害であるかについては検証の必要があった。本研究結果はARFIの照射がヒトにおいても肺胞出血を来す可能性があることを示唆した。本動物実験で認めた肺胞出血はいずれも微小なものであったが、肺組織に脆弱性や出血傾向のある患者では臨床的に問題となる可能性もあり、検査対象臓器である肝臓や乳房の検査時、近接する肺に注意するべきと考える。本研究成果は、世界的に需要が高まっているARFIエラストグラフィのより安全な使用のための一助になり得ると考える。

Report

(7 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2025 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 音響放射力インパルスにより引き起こされるウサギの肺出血:最大負音圧およびメカニカルインデックスとの関係についての評価2025

    • Author(s)
      高山 法也, 笹沼 英紀, 利府 数馬, 新田 尚隆, 秋山 いわき, 谷口 信行
    • Journal Title

      超音波医学

      Volume: 52 Pages: 77-85

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Journal Article] Acoustic radiation force impulse (push pulse)-induced lung hemorrhage: investigating the effect of ultrasound contrast agent in rabbits2024

    • Author(s)
      Takayama Noriya、Sasanuma Hideki、Rifu Kazuma、Nitta Naotaka、Akiyama Iwaki、Taniguchi Nobuyuki
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics

      Volume: 52 Issue: 1 Pages: 17-25

    • DOI

      10.1007/s10396-024-01510-3

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acoustic radiation force impulse-induced lung hemorrhage: investigating the relationship with peak rarefactional pressure amplitude and mechanical index in rabbits2023

    • Author(s)
      Takayama Noriya、Sasanuma Hideki、Rifu Kazuma、Nitta Naotaka、Akiyama Iwaki、Taniguchi Nobuyuki
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 143-150

    • DOI

      10.1007/s10396-023-01285-z

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In Vivo Temperature Rise Measurements of Rabbit Liver and Femur Bone Surface Exposed to an Acoustic Radiation Force Impulse2022

    • Author(s)
      Nitta Naotaka、Ishiguro Yasunao、Sasanuma Hideki、Takayama Noriya、Rifu Kazuma、Taniguchi Nobuyuki、Akiyama Iwaki
    • Journal Title

      Ultrasound in Medicine & Biology

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1240-1255

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2022.02.019

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Acoustic radiation force impulse under clinical conditions with single infusion of ultrasound contrast agent evoking arrhythmias in rabbit heart2021

    • Author(s)
      Rifu Kazuma、Sasanuma Hideki、Takayama Noriya、Nitta Naotaka、Ogata Yukiyo、Akiyama Iwaki、Taniguchi Nobuyuki
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics

      Volume: 48 Pages: 137-144

    • DOI

      10.1007/s10396-021-01085-3

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ARFIの安全性について ―プッシュパルスによる肺損傷とMI値との関連―2023

    • Author(s)
      高山法也、笹沼英紀、利府数馬、新田尚隆、秋山いわき、谷口信行
    • Organizer
      日本超音波医学会 第96回学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Rabbit’s lung hemorrhage induced by ultrasound with long pulse duration2023

    • Author(s)
      Iwaki Akiyama, Noriya Takayama, Hideki Sasanuma, Naotaka Nitta, Rifu Kazuma and Nobuyuki Taniguchi
    • Organizer
      EUROSON2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音響放射力インパルスを伴う超音波照射がウサギの心臓および肺に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      笹沼英紀、利府数馬、高山法也、新田尚隆、小形幸代、秋山いわき、谷口信行
    • Organizer
      第93回日本超音波医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 音響放射力を伴う超音波パルスによる生体への影響の検討-工学的視点から2020

    • Author(s)
      新田尚隆、高山法也、利府数馬、笹沼英紀、谷口信行、秋山いわき
    • Organizer
      第93回日本超音波医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 音響放射力インパルスによるウサギの肺損傷について ―臨床使用条件下での検討―2019

    • Author(s)
      高山法也、笹沼英紀、利府数馬、古屋元秀、新田尚隆、石黒保直、秋山いわき、谷口信行
    • Organizer
      第92回日本超音波医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status 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
      第92回日本超音波医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Rabbit Lung Hemorrhage Induced by Acoustic Radiation Force Impulse in Clinical Settings2019

    • Author(s)
      Takayama N, Sasanuma H, Rifu K, Nitta N, Furuya M, Akiyama I, Taniguchi N
    • Organizer
      WFUMB 2019 Congress, Melbourne, Australia
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acoustic radiation force impulse and ultrasound contrast agent evokes arrhythmias in the rabbit heart2019

    • Author(s)
      Rifu K, Sasanuma H, Takayama N, Nitta N, Furuya M, Ogata Y, Akiyama I, A. K. Lefor, Taniguchi N
    • Organizer
      WFUMB 2019 Congress, Melbourne, Australia
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2026-01-16  

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