| 研究課題/領域番号 |
22KK0179
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
山口 匡 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (40334172)
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| 研究分担者 |
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)
平田 慎之介 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (80550970)
田村 和輝 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 助教 (40822614)
伊藤 一陽 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50963964)
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| 研究期間 (年度) |
2022-10-07 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2023年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 超音波 / 性状診断 / 定量診断 / 無侵襲 / リンパ節 / 組織性状 / 非侵襲 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでに日米で共同開発してきた高周波超音波を用いた摘出リンパ節のがん転移判定技術および超音波送受信技術をベースとして、生体内部においても高分解能で高速に超音波送受信を行うためのセンサおよび超音波送受信機構の改良、体内での信号劣化を補償するための信号処理法および組織性状評価アルゴリズムのチューニングを経て、モデル動物とヒトを対象とした体内リンパ節の評価および摘出組織を対象としたミクロ音響特性と病理・生化学情報の評価結果を用いた検証を並行して実施する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、高分解能で生体深部の観察が可能な簡便な超音波送受信機構とエコー信号
の解析アルゴリズムを総合し、体内リンパ節専用の超音波診断システムを構築し、体表か
ら観察したリンパ節の組織性状を非観血無侵襲で定量評価可能とする。
初年度においては、海外共同研究機関である米国のWeill Cornell Medicine（WCM）に研究代表者および分担者が趣き、現地の研究担当者らとのディスカッションによって研究の具体的方針とスケジュールおよび各担当（双方の研究員や学生なども含む）の確認を行った。その中で、互いの所有する特殊装置を連動させての検討を行う案が提示され、令和5年4月から千葉大学の大学院生がWCMで一ヵ月強の期間にわたって実験を行うこととなった。この検討により、当初計画よりも早期に超音波の送受信条件の最適化が達成される可能性がある。
また、複数の分担者が千葉大学において計測システムの改良を進めるとともに、WCMで用いる信号解析アルゴリズムの改良について検討し、各々について実装準備が整った。これらの結果を踏まえて、2名の分担者が令和5年4月から半年間にわたってWCMで研究を推進することとなった。WCMにおいては、センサ開発およびシステム開発を中心に推進し、それらの成果を国内で応用する計画としている。
上記の通り、初年度の短期間において多岐に渡る準備検討を推進することができ、令和5年度の本格的な検討が可能な状況となった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
共同研究先に赴いての直接のディスカッションを中心として、複数の準備検討を代表者および分担者の連携で進めたことにより、申請時の研究方針に加えての新規検討のアイデアも創出され、具体的検討の準備も進められた。また、2月には海外機関側の代表研究者も千葉大学を訪問しており、双方のシステムや課題などの再確認を綿密に行うことができた。
準備検討の成果の一部は学会で発表しており、発表を担当した学部学生が学会賞を受賞している。
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| 今後の研究の推進方策 |
既に推進している理論ベースの基本検討を元にして、WCMと日本側の研究者の連携で複数の超音波センサを搭載した簡易型の計測システムを構築する。その際、ハードウェア・ソフトウェアの改良リアルタイム性も担保する。
併せて、生体内の超音波伝搬を計算機シミュレーションし、実測検討に反映させる。複数のセンサについて複数回の実測検討をWCMで実施することや、信号劣化を補償するアルゴリズムをシステムに組み込むことにより、生体対応時のロバスト性を担保する。
2024年度からは、モデル動物およびボランティアを対象とした評価検討も実施する。
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