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2021 年度 実績報告書

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
キーワード超音波 / ドプラ効果 / ナノバブル
研究実績の概要

本年度では、(1)提案するイメージング法の性能評価および民生機器での検証と(2)造影剤(蛍光バブル)の性能改善を試みた。
まず、(1)については最も重要な性能であるコントラスト対ノイズ比(CNR)をファントム実験を基に評価した。提案法のCNRが従来法(フィルタ法により二次高調波を抽出した方法)と比較して高値となることを確認した。また、信号処理として古典的なクラッタフィルタを用いるよりも特異値分解を用いたフィルタ法を適用することでさらにCNRが向上することを確認した。次に、民生機器に提案法を実装し、提案法により可視化可能かどうかを検証した。実際のリンパ管と同程度の直径数百ミクロンの流路であれば可視化できることを確認した。当初の目的では民生機に提案法を実装した状態でin-vivo実験を実施することを目指していたが、後述する造影剤の問題もあり、その検討までには至らなかった。
造影剤については、各種特性(蛍光強度、エコー強度、寿命、耐圧性)の高性能化をはかるため、造影剤を構成する材料(リン脂質)と性能の関係性について整理した。その結果、造影剤の性能は造影剤の材料の特性(相転移温度)に大きく依存すし、特に蛍光強度とその他の性質については相反的な関係があることを確認した。また、相転移温度が異なる二種のリン脂質を混合することで各特性が調整可能であることも確認した。これらの点が発見できたことは学術的側面において意義深いことであった。一方で、リンパ管イメージングに利用するためには組織間隙を通過できるナノバブルである必要があるが、ナノサイズ化した場合の造影剤としての性能検証をファントム実験で実施できなかった。
今後は、蛍光ナノバブルを用い、in-vivo実験において提案するイメージング法の性能検証を実施していく必要がる。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2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 ページ: SG1018

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac55df

    • 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 ページ: 646-662

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2021.12.003

    • 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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [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
    • 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
    • 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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [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

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公開日: 2022-12-28  

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