2012 Fiscal Year Annual Research Report
SP波複合モード超音波顕微鏡による生体軟組織の粘弾性イメージング
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24360160
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
穂積 直裕 豊橋技術科学大学, 工学教育国際協力研究センター, 教授 (30314090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 祥子 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40222393)
山本 清二 浜松医科大学, メディカルフォトニクス研究センター, 教授 (60144094)
西條 芳文 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 超音波顕微鏡 / 生体組織 / 弾性イメージング |
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| Research Abstract |
平成24年度は、計測条件を明確にするための音場解析を行うとともに、生体軟組織観察の準備を行った。球面振動子を音源とするビームを平面波に分解し、固体・固体界面および液体・固体界面の透過と反射を考慮して、自作プログラムにより音場と反射信号を解析した。被測定物の音響特性と、反射スペクトルの関係を計算で求め、音響物性算出アルゴリズムの基礎データとした。すでに構築した観察システムを使用し、エポキシ、シリコーンゴム、寒天、食塩水、食品などの材料を使用して予備実験と解析をおこない、アルゴリズムの妥当性を検証した。
本研究で利用する横波は、斜め入射成分を含む集束超音波であるが故に生じる「縦波から横波へのモード変換」によるものである。アクリル樹脂を基板とした場合、縦波と横波の音速は倍程度異なるため、応答信号波形はさまざまな過程で基板中を伝播する波が時間軸上で並んだ波形となる。これらのうち、「基板中を縦波で伝播して縦波として反射される信号」および「横波で伝播して横波として反射される信号」を時間窓で切り出し、検証実験に供した。実際の計測においては、想定される標的の物性範囲に亘ってこの応答を計算しておき、実際に得られた波形を参照波形で規格化した値を当てはめていく形で標的の物性を推定し、画像化する。
生体軟組織観察の準備として、ヒトの皮膚組織および癌化したマウスの脳組織に対する縦波および横波応答を測定し、画像化した。縦波応答と横波応答の間には相関が見られるが、その大小関係は完全には一致しないことから、生物学的考察を含む詳細な解析が必要と考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標である、音場解析にもとづく応答解析が概ね完了し、検証実験において十分な精度を有していることが確認されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
横波による観察に適したシステムを試作するとともに、ラットの脳組織などを対象とした生体組織観察を行い、「体積弾性率」と「ずり弾性率」の両方によるマイクロイメージングを行う。両者を比較して、癌の検出などに適した生体組織観察方法を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
現在使用している縦波用の超音波顕微鏡を、横波観察に適したものに改造する。
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[Presentation] 医学生物学用透過型超音波顕微鏡モデルの製作2013
Author(s)
Khairun Khad i jah Isa,梶間翔太, Agus Indra Gunawan, Asrulnizam Abd Manaf, 穂積直裕
Organizer
平成25年電気学会全国大会
Place of Presentation
名古屋大学東山キャンパス
Year and Date
2013-03-20
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