2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of contrast enhanced active Doppler ultrasound for non-incision and real time detection of lymph channels
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19H04436
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋田 新介 千葉大学, 医学部附属病院, 講師 (00436403)
林 秀樹 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312960)
山口 匡 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (40334172)
小山 大介 同志社大学, 理工学部, 教授 (50401518)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超音波 / ドプラ効果 / ナノバブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の検討では、（1）提案するイメージング法の超音波送受信条件の最適化、（2）近赤外蛍光デュアルイメージング用造影剤としての蛍光ナノバブルの実現可能性の検証を実施した。
（1）については、初年度に構築した原理検証用プラットフォーム（光学観察システム）を使用したファントム実験を基に実施した。臨床で想定される条件の範囲で、送信超音波の周波数、メカニカルインデックス（MI）、パルス繰返し周波数（PRF）を変化させ、各パラメータと造影剤の移動量の関係性を整理した。その結果、造影剤の移動量は音圧の二乗、パルス繰返し周波数に比例することを確認し、周波数については造影剤サイズで決まる共振周波数で移動量が大きくなることを確認した。体表組織に使用される超音波の周波数帯、画像化する深度、造影剤の破壊音圧などを総合的に考えると、マイクロバブルを造影剤に使用するという前提で提案法に適した送信条件は周波数10 MHz以上、MI 0.3以下、PRFは1-10 kHz程度という条件が見出された。
（2）については、近赤外光に蛍光するインドシアニングリーン誘導体を組み込んだナノサイズ（直径数十～数百ナノメール程度）の蛍光バブルリポソームを作成し、ファントム実験において蛍光強度、エコー強度を評価した。蛍光強度は良好であったが、エコー強度についてはガスを内包していない通常のリポソームと同程度であり、十分な性能が得られなかった。今後、造影剤の構成要素であるリン脂質膜や内部ガスの種類を見直すことが求められる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の課題として、やや遅れていると判断する。
造影剤のナノサイズ化に伴い、想定以上に超音波造影剤としての性能が劣化した。原因を特定するため、造影剤の構成要素であるリン脂質膜や内部ガスの種類がどのように造影剤の各特性に影響を及ぼすのかを理解する必要があり、現状でこの問題は解決されていない。これが進捗状況がやや遅れた理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
イメージング法の検討して、提案法の性能検証を行い、民生機への組み込みを目標とした検討を行っていく。蛍光バブルの開発は、蛍光特性とその他の特性が両立できるような材料（リン脂質と内部ガス）の再検討を行う。
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