集束超音波技術を用いた双胎間輸血症候群に対する新しい胎児治療法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K15731
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 瀬尾 晃平 昭和大学, 医学部, 講師 (70791440)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 分割トランスデューサー / 焦点可視化 / 可変焦点式 / 動物実験

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目標として掲げた項目は以下の項目である。1.6分割トランスデューサーの作成。2.位相変調照射の導入。3.焦点可視化プログラムの実装。4.幾何焦点方式であったシステムを可変焦点方式に高性能化するため、RFアンプを増設する。 5.ガイド用超音波像のHIFUノイズ除去手法を導入する。6.超音波散乱信号変化による治療モニタリングを導入する。7.動物実験の実施。 これらのうち以下の項目について成果があった。
1.6分割トランスデューサーの作成について。東北大学チームが作成した基礎実験用6分割トランスデューサーを用い、動物実験を行った。分割照射が可能であり、皮膚表面に発生する熱量を軽減することができた。現在論文投稿中である。また、臨床施用するためのトランスデューサーを発注し納品された。
3.焦点可視化プログラムの実装について。東北大チームとの共同研究において動物実験を行った。その結果焦点を事前に可視化することに成功した。また、焦点の照射前把握だけでなく凝固形状の予測や、骨や気泡による反射に伴う意図せぬ発熱の予測にも利用可能であることがわかった。現在論文投稿中である。
4.幾何焦点方式であったシステムを可変焦点方式に高性能化することができた。今年度で一番進んだ項目である。
7.動物実験倫理委員会、IRBへの申請および承認について。動物実験倫理委員会の承認を得た。
国際ジャーナル(Ultrasound Obstetrics and Gynecology)においての論文掲載が1編、また国際学会(ISUOG2018シンガポール)での発表を1件行った。 成果を上げた実装項目があった一方、導入を見送るべき実装項目も存在した。TTTSはTRAPsよりも細い血管を対象とするため、臨床導入を焦らずに、高い安全性、精度、効率を求め、基礎検討を重ねていくよう研究計画を変更する必要がある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

理由
全体的にコロナウイルス感染拡大により、動物実験施設の使用ができず、大幅に遅れが生じている。また、以下の点については昨年度同様に優先順位を下げたため、当初の予定からは遅れている。2.位相変調照射の導入について。規則的なsin波に任意の時相でcos波を挿入するプログラムを作成したが、基礎実験により、位相変調照射による皮膚温度上昇効 果は1に比して高くないことがわかったため、臨床導入の順位を下げた。5.ガイド用超音波像のHIFUノイズ除去手法を導入について。HIFU焦点を6点に高速スキャンさせる位相変調照射時に、任意の2時相のRF信号取得間の組織変動の差より、超音波パルス応答のみを抽出するアルゴリズムを適用したが、2の導入の順位を下げたことにより、このノイズ除去手法の順位も下げた。6.超音波散乱信号変化による治療モニタリン グを導入について。HIFU照射中にパルスインバージョン法を用いてHIFU散乱信号を受動的に取得するプログラムを用いた基礎実験は済ませたが、精度の担保ができず、まだ実装には至っていない。動物実験も行えていない。

Strategy for Future Research Activity

2.5.6.については、安全性、精度、効率の観点より実装の重要度は高くないことがわかってきた。1.3.をHIFUシステムに導入し、より確実性の高い装置を以って臨床施用に備えていく予定である。しかし、TTTSはTRAPsよりも細い血管を対象とするため、非常に高い安全性、精度、効率が求められるため、臨床導入を焦らずに、動物実験を重ねていく必要性がある。コロナウイルス感染症が落ち着き次第早急に動物実験を進めていきたい。

Causes of Carryover

コロナウイルス感染症の影響により動物実験を実施できなかったため。落ち着き次第早急に実施するための費用として計画している。