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Creation of acoustic parameter for skeletal muscle abnormality: Technology development for extension of healthy life expectancy

Research Project

Project/Area Number 20K12676
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 InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Maruyama Hitoshi  順天堂大学, 医学部, 准教授 (90375642)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 憲司  千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (10572985)
山口 匡  千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (40334172)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords筋肉 / サルコペニア / 代謝異常 / 音響特性 / 糖尿病 / 脂質代謝異常 / 超音波 / インピーダンス / 骨格筋 / 健康寿命
Outline of Research at the Start

健康寿命延伸のためには筋肉内環境変化の早期診断と適切な医療介入が重要である。本プロジェクトは、まず筋肉における音響情報を、ミクロレベルからマクロレベルまで計測し、骨格筋の組織学的変化(脂肪化・線維化)に対応した音響特性を明らかにする。目的とする技術は独立した2種モード仕様、すなわち基盤モード(筋肉自体の評価、サルコペニア対策)と発展モード(糖・脂質代謝機能の評価)から成り、各病状を反映する超音波特性を画像アルゴリズムへ展開することで実現される。以上、骨格筋環境に対する音響学的識別指標を創出し、健康寿命延伸へ向けた新たな画像診断法を構築する。

Outline of Final Research Achievements

Experiments using cell and animal models have revealed that the impedance is a parameter that can be stably measured in the muscle cell and muscle tissue. Impedance in the muscle was lower in sarcopenia compared to controls, indicating that 1.75 Mrayl is a useful cut-off value for the detection of sarcopenia. In addition, impedance was found to be correlated with HOMA-IR, triglyceride, and total cholesterol levels, and was thought to play a role as a new marker reflecting glucose and lipid metabolic abnormalities. On the other hand, it was suggested that raw data from extracorporeal ultrasound images contain parameters that may reflect the abnormality of muscles. It was considered necessary to conduct a more detailed examination to clarify the relationship between the degree of pathological condition of muscle and changes in acoustic parameters.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題の成果によって、超音波診断装置によるサルコペニアや糖・脂質代謝疾患の診断やリスク例の拾い上げが可能となる。これは、検診レベルから病院での精密検査まで幅広い領域・分野で応用可能な技術である。最大の特徴は低負担で多くの生体情報を得ることができる超音波を基盤としていることにあり、コスト・普及の面でのアドバンテージは高い。疾患や高リスク群を効率的に拾い上げ個別化医療へ展開することで臨床プロセスの簡略・迅速化を実現し、医療経済上でも多大な貢献を示す。さらに予防医学の観点で具体的な生活指導指針の作成にも寄与したい。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] MAFLD: East Vs West2022

    • Author(s)
      Hitoshi Maruyama
    • Organizer
      37th APASL Single Topic Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] サルコペニアの早期評価に向けた多種組織の音響特性評価の基礎検討2022

    • Author(s)
      橋本明楽、大澤侑暉、平田慎之介、吉田憲司、丸山紀史、山口匡
    • Organizer
      日本音響学会2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 臓器不全マウス・ラットにおける多種組織の音響インピーダンス評価2021

    • Author(s)
      橋本明楽、大澤侑暉、平田 慎之介、吉田憲司、丸山 紀史、山口 匡
    • Organizer
      日本音響学会2021年秋季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] マウス筋芽細胞及びHuh7の細胞の分化過程における音響インピーダンス評価2021

    • Author(s)
      大澤侑暉,橋本諒哉,丸山紀史,山口匡
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] サルコペニアの定量診断にむけた筋芽細胞の音響インピーダンス評価2020

    • Author(s)
      橋本諒哉,丸山紀史,山口匡
    • Organizer
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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