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フィードバック型超音波ドラッグデリバリ実現のための微小気泡の高感度その場検出法

研究課題

研究課題/領域番号 17K17634
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 医用システム
計測工学
研究機関群馬大学

研究代表者

江田 廉  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (40734273)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード気泡キャビテーション / 超音波ドラッグデリバリシステム / マイクロバブル / 波動逆伝播 / 高時間分解能観測 / 超音波援用ドラッグデリバリシステム / 高時間分解能観察 / フィードバックシステム / 医用超音波システム / 計測システム / 微小気泡
研究成果の概要

微小気泡を用いた超音波治療は副作用の少ない夢の治療技術として,勢力的に研究が行われている。しかし,実用化のためには気泡キャビテーションメカニズムの機序解明と,効率向上のためのフィードバックシステムの構築が必須である.本研究では従来法では得ることができない気泡キャビテーション信号の空間的・時間的分布の可視化を行うシステムの映像化原理の確立と細胞実験への応用を図った。結果、本手法は観測プローブのラテラル方向の空間分解能0.34㎜とサブマイクロ秒の時間分解能を同時に実現し、超音波ドラッグデリバリのフィードバックシステム構築に有効であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気泡破壊時の雑音を測定する音響的方法や活性酸素を定量する化学的方法に対して、本手法は超音波ドラッグデリバリにおいてのフィードバックシステム構築を主眼としており、気泡クラウドの破壊過程の観測手法として他に類似観念のない画期的な試みである。また気泡から能動的に放射される超音波信号を可視化するという点において本手法の画像生成原理が従来の音響画像的手法とは異なり、原理的に大幅な感度向上を実現した。今後の発展により、気泡表面を修飾した機能性気泡を組み合わせることで癌の超早期発見が可能になるなど、気泡観測だけでなく、革新的な治療診断技術創出を拓く基盤技術になる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Observing Bubble Cavitation by Back-Propagation of Acoustic Emission Signals2019

    • 著者名/発表者名
      Koda Ren、Origasa Takumu、Nakajima Toshitaka、Yamakoshi Yoshiki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control

      巻: 66 号: 5 ページ: 823-833

    • DOI

      10.1109/tuffc.2019.2897983

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気泡キャビテーション信号の高時間分解能その場計測2018

    • 著者名/発表者名
      山越 芳樹、江田 廉
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 30 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスインバージョン法を応用した極微量気泡の高感度検出2019

    • 著者名/発表者名
      江田 廉, 菊澤朋弥
    • 学会等名
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Bubble Cavitation Signal by Using Color Doppler Ultrasound2018

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, T. Nakajima, Y. Yamakoshi
    • 学会等名
      The 12th IEEE International Conference on Nano/Molecular Medicine and Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatiotemporal Observation of Bubble Cavitation Signal for Development of Intelligent US-DDS2018

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, H. Hanaoka, T. Nakajima, T. Hashimoto, H. Horiuchi
    • 学会等名
      The 5th International Symposium of Gunma University Medical Innovation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波カラードプラを用いた気泡キャビテーション信号観測2018

    • 著者名/発表者名
      江田 廉, 堀内 弘喜, 山越 芳樹
    • 学会等名
      平成30年度第4回アコースティックイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャビテーション信号のホログラフィック観測における超音波照射 条件と気泡特性の影響2018

    • 著者名/発表者名
      江田廉,折笠拓夢,中嶋俊貴,山越芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イースト菌からの気泡キャビテーション信号観測による生体作用効果の計測2018

    • 著者名/発表者名
      橋本哲也,折笠拓夢,江田廉,山越芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] カラードプラ法を用いた気泡キャビテーション信号の瞬時周波数の観測2018

    • 著者名/発表者名
      堀内弘喜, 中嶋俊貴, 江田廉, 山越芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第91回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of spatial-temporal dynamics of bubble cavitation during high-intensity ultrasound exposure2017

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, T. Origasa, T. Nakajima, Y. Yamakoshi
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal and Spatial Resolved Observation of Bubble Cavitation Signal by Holographic Image Reconstruction2017

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, T. Origasa, T. Nakajima, Y. Yamakoshi
    • 学会等名
      The 16th World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Sensitive Bubble Cavitation Detection Method for Development of Intelligent US-DDS2017

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, H. Hanaoka, Y. Yamakoshi, T. Nakajima, R. Suzuki, T. Origasa, T. Nakajima
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of Gunma University Medical Innovation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RF信号の波動逆伝播を用いた気泡キャビテーション観測法2017

    • 著者名/発表者名
      江田 廉, 折笠 拓夢, 中嶋 俊貴, 山越 芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会平成29年度第2回光超音波画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] RF信号の波動逆伝播を用いた気泡キャビテーション信号の瞬時周波数観測2017

    • 著者名/発表者名
      江田 廉, 折笠 拓夢, 中嶋 俊貴, 山越 芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第29回関東甲信越地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 気泡キャビテーション信号の高時間分解能ホログラフィック観察2017

    • 著者名/発表者名
      折笠拓夢,江田 廉,山越芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第90回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波パワードプラを用いた気泡キャビテーション過程の詳細観測2017

    • 著者名/発表者名
      中嶋俊貴,江田 廉,山越芳樹
    • 学会等名
      日本超音波医学会第90回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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