2017 Fiscal Year Annual Research Report
A study on correlation between red blood cell aggregation measured by ultrasound scattering property due to blood flow cessation and diseases
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16K14272
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金井 浩 東北大学, 工学研究科, 教授 (10185895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧 宏文 東北大学, 医工学研究科, 非常勤講師 (40467460)
石垣 泰 岩手医科大学, 医学部, 教授 (50375002)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 赤血球凝集 / 超音波後方錯乱 / 糖尿病 / 静脈血 / 非侵襲定量計測 / レイリ－散乱 / 高血糖状態 / 血糖値測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖尿病患者は1日複数回の血糖値測定を強いられ，非侵襲かつ低コストな血糖値測定が求められているが，依然臨床的段階にない．高血糖状態では血液粘度が上昇し，特に血流が低ずり速度状態のとき，その上昇が顕著との報告がある．また，低ずり速度状態で発生する可逆的接着現象の赤血球集合は，血液粘度上昇と相関がある．これらから超音波による赤血球集合度の定量評価により非侵襲的血糖値測定の可能性がある．
超音波散乱での散乱体サイズと入射超音波波長の関係から，散乱パワーとその周波数依存度nが変化する．赤血球および赤血球集合体を球散乱体と仮定すると，周波数帯域(27-45MHz)では，赤血球単体の長径(8ミクロン)から赤血球集合体の長径(60ミクロン)までサイズ増加に伴って散乱パワーが増加し，その周波数依存度nは3.5から0.5まで低下する．ヒト手背静脈の血管内腔を対象にin vivo計測を行った．血流停止前後に取得したRF信号の周波数スペクトル間の差をとり散乱特性変化のみを抽出し，散乱パワー比ρと周波数依存度変化Δnを算出した．RF信号は10秒ごと，計3分間で19回の取得した．最初の1分間は安静のまま，その後2分間は駆血して血流を低ずり速度状態にした．in vivo計測直後に皮膚穿刺により血糖値を測定し，本手法のパラメータと比較した．血糖値と散乱パワー比ρとの決定係数が0.33，血糖値と周波数依存度変化Δnとの決定係数は0.10となった．散乱パワー比ρの方が周波数依存度変化Δnよりも決定係数が高くなり，よりロバストといえる．しかし，値のばらつきは依然大きい．本手法は血流停止前との変化量により赤血球集合度を評価しているため，最終結果が血流停止前の赤血球集合状態に依存する．臨床で用いるには，この問題の解決が不可欠であるが，本報告では非侵襲的かつ定量的な赤血球集合度評価の可能性を示すことができたと言える．
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Attempt at standardization of bone quantitative ultrasound in Japan2017
Author(s)
Takahiko Otani, Masao Fukunaga, Kosei Yho, Takami Miki, Kaoru Yamazaki, Hideaki Kishimoto, Mami Matsukawa, Nobuyuki Endoh, Hiroyuki Hachiya, Hiroshi Kanai, Saeko Fujiwara, and Yoshinori Nagai
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Journal Title
Journal of Medical Ultrasonics
Volume: 45
Pages: 3～13
Peer Reviewed
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