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動的造影超音波法を用いた非切開リアルタイムリンパ管検出アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04436
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード超音波 / マイクロバブル / 近赤外蛍光 / ドプラ効果 / 音響放射力 / 平面波イメージング / ナノバブル / 造影超音波 / リンパ管 / ドプラ法 / マイクロ・ナノバブル / 超音波ドプラ法 / ファントム / 後方散乱係数 / 超音波造影 / 近赤外蛍光造影
研究開始時の研究の概要

本研究の目標は,光学的に可視化が難しいとされる10 mmより深い位置に存在するリンパ管を非切開・リアルタイムで観察可能な独自の評価手法・解析アルゴリズムを開発し、汎用性が高い既存の超音波診断装置に実装することである。併せて,近赤外蛍光と超音波の両者で機能する造影剤を開発し,浅部から深部までシームレスに可視化する近赤外蛍光・超音波デュアルイメージングの礎を築くことである。
研究期間内では,ファントム実験を基に提案法の原理確認,送受信パラメータの最適化を行い,in-vivo(動物実験)での検証まで行う。

研究成果の概要

汎用性が高い超音波診断装置でリンパ管を描出する動的造影超音波法を提案し,提案法に適した超音波の送信条件を示した。また,信号処理手法の改善(特異値分解を用いたフィルタ法)や平面波イメージングの適用により造影剤の検出感度の向上やリアルタイム性の改善が可能であることを示した.実用のためには,これらの技術の適用が必須であると想定される。
超音波・近赤外蛍光デュアルイメージング用造影剤の開発について,造影剤を安定化させるリン脂質の特性(相転移温度)が造影剤の性能に強く影響することを確認した.実用に耐えうる性能の造影剤の開発には至らなかったが,今後の方向性を検討するための定量的なデータが取得できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

イメージング法については,実用展開が可能な超音波の送信条件,リンパ管を模擬した流路を良好なコントラスト比で可視化できた意義は大きいと考えている.
デュアルイメージング用造影剤の開発については,実用で効果的な造影剤の開発には至らなかったが,基礎データは今後新たな造影剤を提案・設計する上で重要な結果が蓄積できた.学術的側面において非常に意義深い結果と考えている.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Size-dependent translational velocity of phospholipid-coated bubbles driven by acoustic radiation force2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Chiaki Kaneko, Masaaki Omura, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SG ページ: SG1018-SG1018

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac55df

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Quantitative Ultrasound on Dermis and Hypodermis for Classifying Lymphedema Severity in Humans2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Wakana Saito, Shinsuke Akita, Kenji Yoshida, Tadashi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine and Biology

      巻: 48 号: 4 ページ: 646-662

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2021.12.003

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence intensity changes depending on viscoelasticity of lipid shell coating microbubbles labeled with an indocyanine green derivative2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K.、Ebata M.、Kaneko C.、Zhang Y.、Shibata Y.、Saito K.、Toyota T.、Hayashi H.、Yamaguchi T.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SD ページ: SDDE10-SDDE10

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf2ab

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparable analysis of bubble translation due to acoustic radiation force based on simultaneous acoustical and optical observation2020

    • 著者名/発表者名
      YOSHIDA Kenji、Saito Katsuya、Omura Masaaki、YAMAGUCHI Tadashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: - 号: SK ページ: SKKE07-SKKE07

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab83dc

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-frequency ultrasonic backscatter coefficient analysis considering microscopic acoustic and histopathological properties of lymphedema dermis2020

    • 著者名/発表者名
      Omura Masaaki、 Yoshida Kenji、Akita Shinsuke、Tadashi YAMAGUCHI2
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasound assessment of translation of microbubbles driven by acoustic radiation force in a channel filled with stationary fluid2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kenji、Saito Katsuya、Omura Masaaki、Tamura Kazuki、Yamaguchi Tadashi
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 146 号: 4 ページ: 2335-2349

    • DOI

      10.1121/1.5128309

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 注射器の押し込み動作に伴うソナゾイドの圧壊現象に関する基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      吉田憲司,平田慎之介,山口匡,大栗拓真,神山直久
    • 学会等名
      第35回日本腹部造影エコー・ドプラ診断研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波照射下におけるDMPCマイクロバブルの粘弾性測定2022

    • 著者名/発表者名
      村尾将,田畑拓, 吉田憲司,小山大介
    • 学会等名
      2022年第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバブルに働く浮力がドプラ効果に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      木戸口哉太,平田慎之介,山口匡,吉田憲司
    • 学会等名
      日本音響学会2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 膜物性が異なるマイクロバブルの造影効果の検証光音響法を用いた牛大腿骨の評価2021

    • 著者名/発表者名
      金兒千晶,平田慎之介,山口匡,吉田憲司
    • 学会等名
      日本音響学会アコースティックイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between size and translational velocity of bubbles driven by acoustic radiation force2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Masaaki Omura, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 42nd Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acoustic characterization of lipid bubbles with different shell property2021

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Kaneko, Yiting Zhang, Taro Toyama, Hideki Hayashi, Shinnosuke Hirata, Tadashi Yamaguchi, Kenji Yoshida
    • 学会等名
      The 42nd Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 造影超音波によるリンパ管の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      吉田憲司
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波・近赤外蛍光デュアルイメージング用造影剤としてのナノ・マイクロバブルの 開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉田憲司,金兒千晶,章 逸汀,豊田太郎,林 秀樹,平田慎之介,山口 匡
    • 学会等名
      第23回SNNS研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波・近赤外蛍光デュアルイメージング用造影剤の安定性の実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      金兒千晶,章 逸汀,豊田太郎,林 秀樹,山口 匡,吉田憲司
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波照射下におけるSonazoidの移動現象に関する実験的検証2021

    • 著者名/発表者名
      吉田憲司
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波・近赤外蛍光デュアルイメージング用多機能造影剤の開発2021

    • 著者名/発表者名
      金兒 千晶,章 逸汀,豊田 太郎,林 秀樹,山口 匡,吉田 憲司
    • 学会等名
      日本蛍光ガイド手術研究会第4回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リピッドバブルを覆うリン脂質膜の粘弾性的性質の実験的評価2021

    • 著者名/発表者名
      金兒 千晶,章 逸汀,豊田 太郎,林 秀樹,山口 匡,吉田 憲司
    • 学会等名
      日本音響学会2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 造影剤の破壊・凝集現象がドプラ効果に及ぼす影響の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      木戸口 哉太,大村 眞朗,山口 匡,吉田 憲司
    • 学会等名
      日本音響学会2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ベシクルに内包されたトレーサー粒子の放出制御法に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      瀬尾 康太,章 逸汀,豊田 太郎,林 秀樹,山口 匡,吉田 憲司
    • 学会等名
      日本音響学会2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超音波・近赤外蛍光デュアルイメージング用造影剤の基礎性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉田憲司,金兒千晶,章逸汀,豊田太郎,林秀樹,山口匡
    • 学会等名
      日本音響学会・アコースティックイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 動的造影超音波法におけるマイクロバブル挙動とコントラストの関係2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 憲司, 齋藤 勝也, 金兒 千晶, 大村 眞朗, 山口 匡
    • 学会等名
      日本音響学会・超音波研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 動的造影超音波法を用いた模擬リンパ管の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 憲司,齋藤 勝也,大村 眞朗,山口 匡
    • 学会等名
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between stability and viscoelastic property of fluorescence microbubbles2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Chiaki Kaneko, Yiting Zhang, Taro Toyota, Hideki Hayashi, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 41th Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Translational Motion of microbubbles in aSimulated Lymph Channel Under Exposure of 15-MHz Focused Ultrasound2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Masaaki Omura, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE International, Ultrasonics Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音響放射力で駆動される微小気泡の移動速度と気泡サイズの関係性に関する実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      金兒 千晶,吉田 憲司,齋藤 勝也,大村 眞朗,山口 匡
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微小リンパ管検出を目的としたアクティブ造影ドプラ法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤勝也,吉田憲司,大村眞朗,田村和輝,山口匡
    • 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3-D acoustic impedance analysis of a cultured cell by scanning acoustic microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Michiko Sugawara,Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      6th International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering(CMBE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波造影剤の動態情報を利用した模擬リンパ管の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 勝也,吉田 憲司,大村 眞朗,田村 和輝,山口 匡
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 音響放射力により駆動される造影剤の併進運動を利用したリンパ管イメージング手法2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 憲司,齋藤 勝也,大村 眞朗,田村 和輝,山口 匡
    • 学会等名
      第 43 回非線形音響研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インドシアニングリーン誘導体担持マイクロバブルの 蛍光特性と音響特性の相反関係2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 憲司, 芝田 有誠, 章 逸汀, 齋藤 勝也, 豊田 太郎, 林 秀樹, 山口 匡
    • 学会等名
      日本超音波医学会令和元年度第3回基礎技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 10-MHz 帯超音波の音響放射力で駆動されるマイクロバブルの動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 憲司,齋藤 勝也,大村 眞朗,山口 匡
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 音響インピーダンスを考慮した皮膚組織の後方散乱係数評価2019

    • 著者名/発表者名
      大村 眞朗,吉田 憲司,秋田 新介,山口 匡
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of a simulated lymph channel using contrast enhanced active Doppler ultrasonography method2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Saito, Kenji Yoshida, Masaaki Omura, Takuma Oguri, Naohisa Kamiyama, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscoelastic property and stability of lipid-based microbubble with indocyanine green derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Yusei Shibata, Katsuya Saito, Yiting Zhang, Taro Toyota, Hideki Hayashi, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Macroscale Backscattering Analysis for Characterization of Skin Lymphedema Considering Microscale Acoustic and Histopathological Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Kenji Yoshida, Shinsuke Akita, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 標的分子とマイクロバブル間の反応速度論のモデル化2019

    • 著者名/発表者名
      田中 幸, 大月 裕太, 吉田 憲司, 小山 大介, 渡辺 好章
    • 学会等名
      電子情報通信学会・日本音響学会 超音波研究会(11月)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Contrast enhanced active Doppler ultrasound imaging for visualizing vascular channels2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Katsuya Saito, Masaaki Omura, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      2019 IS-3T-in-3A
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical observation of microbubble behaviors in contrast-enhanced active doppler ultrasonography2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yoshida, Katsuya Saito, Masaaki Omura, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 40th Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Acoustic Impedance Distribution and Histopathological Structure on Backscatter Coefficient Analysis of Skin Tissue2019

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omura, Kenji Yoshida, Shinsuke Akita, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 40th Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of simulated lymph channels by contrast-enhanced active Doppler ultrasonography using unfocused wave2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Saito, Kenji Yoshida, Masaaki Omura, Takuma Oguri, Naohisa Kamiyama, Tadashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 40th Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of model of kinetics between streptavidin and biotinylated microbubbles2019

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Tanaka, Kenji Yoshida, Yoshiaki Watanabe
    • 学会等名
      The 40th Symposium on UltraSonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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