| Project/Area Number |
22K20502
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0403:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 一陽 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50963964)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | コラーゲン / 配向性 / 定量的組織性状評価 / 音波散乱 / 音響誘起電磁応答 / 音響誘起電磁（ASEM）法 / 生体計測 / 超音波 |
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| Outline of Research at the Start |
コラーゲンは、しなやかさを組織に与えることで組織の形を保つという重要な役割を担っている。そのため、コラーゲンの配向性の変化やそれによって生じる組織の力学特性の変化は、組織の機能不全の重要なバイオマーカの1つと考えられている。音響誘起電磁（ASEM）法は、コラーゲン線維の配向性を選択的に可視化できるツールとして、臨床現場への応用に期待が寄せられている一方で、コラーゲンの配向性や構造とASEM応答との関連性はこれまで深く追求されてこなかった。本研究では、コラーゲン線維の配向性や構造とASEM応答との関連性を、これまでに解析実績が多数報告されている組織学、音響学における知見と統合して明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
コラーゲンは組織の形態を保持するという重要な役割を担っていると同時に、配向性の変化やそれによって生じる組織の力学特性の変化は、組織の機能不全や疾患の重要なバイオマーカーの1つと考えられている。本研究ではコラーゲンの配向性の変化やそれによって生じる組織の力学特性の変化を、物理的な知見から定量評価する。
本年度は、以下について検討を行った。
１．音波散乱を用いて定量評価する技術について、昨年度提案したモデルの改良を行った。コラーゲンのような円筒形の構造を持ち、かつ密に詰まっている対象に則した理論モデルを構築し、それにより解析精度が向上することを確認した。
２．後方散乱解析を目的として、摘出した近視モデルモルモット眼の超音波計測を行った。計測データに対して項目１で構築したモデルを適用し、コラーゲンの配向性の変化に伴って散乱パラメータが変化することを確認した。
３．組織学的にコラーゲンの配向性を定量評価するため、偏光顕微鏡（エビデント、BX-53P）によるウシアキレス腱およびラット大腿骨の観察を行った。得られた画像データに対して画像処理を行い、コラーゲンの配向度を数値的に評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
偏光顕微鏡や光学顕微鏡から取得した組織学情報の定量化に時間を要している。さらに、配向度を操作したコラーゲンシートの作製が遅れており、組織学と音響学を統合した評価ができていない。上記の理由により遅れが生じている。組織学情報の定量化についてはアルゴリズムの構築が完了しているため、今後の実施に際して支障はない。
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| Strategy for Future Research Activity |
音波散乱に関するパラメータ、組織学、および偏光顕微鏡から得られた知見を統合し、コラーゲンの配向に応じて生じる力学特性の変化を評価する。実測データを用いた評価に加えて音波伝搬シミュレーションも並行して検証作業を行うことで、精度検証を行う。
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