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2020 年度 実績報告書

音響誘起電磁法を利用した臓器線維化の定量可視化

研究課題

研究課題/領域番号 19K22956
研究機関東京農工大学

研究代表者

生嶋 健司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20334302)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード超音波 / 音響誘起電磁法 / コラーゲン / 線維化
研究実績の概要

本研究の目的は、超音波を利用する新手法――音響誘起電磁(ASEM)法――を用いて、非侵襲に臓器の線維化を定量可視化する基盤技術を提供することである。安全で繰り返し検査を行うことができる線維化の診断技術の確立は、循環器系、泌尿器系、消化器系、呼吸器系等の治療判断に大きく貢献することが期待される。
2019年度では、心筋梗塞モデルに続いて、腎不全モデルの実験を行った。その結果、腎臓の表面状態により信号強度が変化することを見出した。特に、サンプル表面と平面アンテナとの平行度により、信号強度が変化することがわかった。2020年度には、サンプル表面と平面アンテナの平行度を統一して、健康な腎臓と腎不全モデルを比較した。その結果、腎不全モデルでは、ASEM信号強度が増大され、線維化を評価可能であることがわかった。ただし、このサンプルの病理評価において、腎臓の皮膜が有るサンプルと無いサンプルが混在していることが判明した。そこで、皮膜の影響を確かめるため、健康な腎臓に対して、皮膜有り・無しのサンプルに対して詳細な比較実験を行った。その結果、皮膜有りのサンプルでは信号強度が2倍程度大きくなることが判明した。病理評価により、皮膜も主成分がコラーゲン線維であり、皮膜からの信号が無視できないことがわかった。皮膜の影響を加味しても、腎臓の線維化によりASEM信号強度が増大することは示唆されるが、今後、分析において注意すべき点が明らかになった。心臓のように主に心筋で構成されている臓器に対しては、コラーゲン線維化が顕著に可視化できるが、腎臓のように皮膜があり、尿管・毛細血管を含む複雑な構造を有する臓器では、バックグランドの信号が存在するため、それらを差し引いて評価することが必要であることがわかった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Flaw Detection for Thin Sheet Using Acoustic Stimulated Electromagnetic Wave Technique2020

    • 著者名/発表者名
      J. Yotsuji, K. Ikushima, and H. Yamada
    • 雑誌名

      ISIJ international

      巻: 60 ページ: 948-953

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-481

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tensile-stress dependence of magnetic hysteresis properties measured by the acoustically stimulated electromagnetic response in steel2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, H. Yamada, and K. Ikushima
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control (IEEE T-UFFC)

      巻: 67-4 ページ: 825-831

    • DOI

      10.1109/TUFFC.2019.2956040

    • 査読あり
  • [学会発表] 超音波による電気・磁気センシング2020

    • 著者名/発表者名
      生嶋健司
    • 学会等名
      日本磁気学会第228回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 音響誘起電磁法を用いた溶接鋼材における残留応力分布の評価 Ⅱ2020

    • 著者名/発表者名
      細川大介、鈴木優平、市川裕一、山田尚人、生嶋健司
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 音響誘起電磁法を用いた腎不全による線維化の検出Ⅱ2020

    • 著者名/発表者名
      井上智博、安齋也真人、熊本貴司、生嶋健司、谷口歩、今村亮一、野々村祝夫
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 生体組織における超音波誘起電気分極の異方性2020

    • 著者名/発表者名
      安齋也真人、熊本貴司、生嶋健司、道本樹、松川真美
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 音響誘起電磁応答で観測される局所的保磁力の応力依存性2020

    • 著者名/発表者名
      細川大介、鈴木優平、山田尚人、生嶋健司
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 音響誘起電磁法を用いた服薬アドヒアランス測定の試み2020

    • 著者名/発表者名
      皆藤信人, 生嶋健司
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [備考] IKUSHIMA GROUP

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~ikushima/index_j.html

  • [備考] Soft Biological Tissues Can Be Piezoelectric

    • URL

      https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.123.238101

  • [備考] The body electric

    • URL

      https://www.nature.com/articles/d41586-019-03806-8

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公開日: 2021-12-27  

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