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2023 年度 実施状況報告書

音響放射力インパルスが大動物の肺に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 19K12847
研究機関自治医科大学

研究代表者

高山 法也  自治医科大学, 医学部, 助教 (40807880)

研究分担者 谷口 信行  自治医科大学, 医学部, 客員教授 (10245053)
小形 幸代  自治医科大学, 医学部, 講師 (10448847)
新田 尚隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
秋山 いわき  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80192912)
力山 敏樹  自治医科大学, 医学部, 教授 (80343060)
笹沼 英紀  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90511709)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
キーワード音響放射力インパルス(ARFI) / ARFIエラストグラフィ / メカニカルインデックス(MI) / 肺 / ウサギ / ブタ
研究実績の概要

本研究の目的は、音響放射力インパルス(Acoustic Radiation Force Impulse: ARFI)を利用した新たな超音波診断法であるARFIエラストグラフィの生体への安全性について検証することであり、本実験は文部科学省による基本指針に従い、自治医科大学動物実験委員会の承認を得たものである。実験の方法としてはカスタムメイドしたARFI照射装置を使用し、ARFI(中心周波数: 5.2MHz、パルス持続時間: 0.3ms、照射回数: 30回、照射間隔: 3s)をウサギの肺に照射した。この実験では照射するARFIの音圧を6段階に設定し、それぞれのグループにウサギを振り分けて照射を行ったところ、照射部位に一致した肺表面のredspot(病理組織所見では肺胞出血)の発生率及び面積は、統計学的に照射音圧に対して正の相関を認めた(論文出版)。このことからARFIエラストグラフィでは超音波の照射音圧が高くなるほど、肺損傷のリスクが上がることが分かった。現在この結果をヒトに近い大動物であるブタに応用して臨床使用の条件を想定した実験を行っている。この実験では超音波の安全性の指標であるメカニカルインデックス(Mechanical Index: MI)の上限値レベルにおいて肺損傷を認めており、現在データ解析、論文作成中である。超音波による肺損傷については実験動物が大きくなるほど、その音圧の閾値も大きくなることが分かっており、大動物であるブタを使用した本実験結果はヒトでのARFIによる肺損傷のリスクに近いと想定される。本研究成果は、世界的に需要が高まっているARFIエラストグラフィのより安全な使用のための一助になり得ると考える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

多施設共同研究であるため、コロナ感染症流行に伴い、メンバーでの実験の日程調整が難しくなり、2020年度および2021年度の実験ができず、さらに実験に使用する機械の整備、リニューアルにも時間を要し、実験再開が2022年5月からとなったため。

今後の研究の推進方策

大動物であるブタでの実験データを解析し、臨床使用におけるARFIの肺損傷リスクについて評価し、論文化する。この結果は現在臨床使用されているARFIエラストグラフィの安全基準の一つを示すことが期待される。

次年度使用額が生じた理由

多施設共同研究であるという性格上、コロナ禍においてメンバーでの実験の日程調整が難しくなり、実験が遅れたため。次年度使用額は主に学会発表や論文作成に関する費用に使用する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Acoustic radiation force impulse-induced lung hemorrhage: investigating the relationship with peak rarefactional pressure amplitude and mechanical index in rabbits2023

    • 著者名/発表者名
      Takayama Noriya、Sasanuma Hideki、Rifu Kazuma、Nitta Naotaka、Akiyama Iwaki、Taniguchi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics

      巻: 50 ページ: 143~150

    • DOI

      10.1007/s10396-023-01285-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ARFIの安全性について ―プッシュパルスによる肺損傷とMI値との関連―2023

    • 著者名/発表者名
      高山法也、笹沼英紀、利府数馬、新田尚隆、秋山いわき、谷口信行
    • 学会等名
      日本超音波医学会 第96回学術集会
  • [学会発表] Rabbit’s lung hemorrhage induced by ultrasound with long pulse duration2023

    • 著者名/発表者名
      Iwaki Akiyama, Noriya Takayama, Hideki Sasanuma, Naotaka Nitta, Rifu Kazuma and Nobuyuki Taniguchi
    • 学会等名
      EUROSON2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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