| Project/Area Number |
22K19912
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
Ikushima Kenji 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20334302)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
|
|---|
| Keywords | 医工学 / 超音波 / 音響誘起電磁法 / 圧電効果 / コラーゲン / 骨粗鬆症 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、音響誘起電磁法（ASEM法）を用いて、骨コラーゲンの結晶性（配向性）を非侵襲に評価する“骨質”センシングを実現することである。ASEM法は、対象物の圧電性を通して、超音波によって誘起される電気分極を検出し、超音波走査によりその分極の空間分布を画像化する手法である。本研究では、骨粗鬆症に着目し、骨コラーゲンの健全性と圧電性との相関を明らかにし、骨質のin-vivo評価に挑戦する。ASEM法は、非破壊・非脱灰での骨コラーゲン評価、さらには非侵襲ヒト診断につながる可能性を有しており、本研究手法の確立は、骨粗鬆症の学術研究・診断応用の両面において大きな変革をもたらすことが期待される。
|
| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to realize a “bone quality” sensing method to evaluate the crystallinity (orientation) of bone collagen noninvasively using the Acoustically Assisted Electromagnetic Method (ASEM). The ASEM method detects the electrical polarization (piezoelectric polarization) induced by ultrasound waves (sound pressure) through the piezoelectricity of the object, and visualizes the spatial distribution of the polarization by ultrasonic scanning. In this study, (1) two different rat disease models, knee immobilization and diabetes mellitus, were created, and a tendency for piezoelectric polarization to decrease with osteoporosis was found, and (2) a tendency for polarization in the direction of fiber orientation was revealed. Furthermore, the introduction of pulse compression technology and ultrasonic array probes has opened up the prospect of in-vivo high-speed imaging.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
超音波画像診断装置は、外来診察室や在宅におけるベッドサイドで迅速な検査が可能であることから医療の質と患者のQOLに資するものとして需要が増えています。『視診』と『エコー検査による内部形状観察』に加え、ASEM法による病理組織学的評価に近い『第三の目』が導入されれば、開業医は精確な診断が可能となり、より迅速な治療方針が立てられます。本研究成果により、簡便、迅速に骨コラーゲンの“質”を評価できることが示され、今後、骨折治癒判断や骨粗鬆症診断などへの利用が見込まれます。
|
