集束超音波による熱凝固の超音波イメージングによる実時間検出

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25282149
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 梅村 晋一郎 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20402787)
• 研究分担者: 吉澤 晋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30455802)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 医用超音波工学 / 超音波治療 / 集束超音波 / 超音波エコー / 超音波イメージング / 加熱凝固 / 後方散乱 / 熱変性

研究実績の概要

集束超音波治療に代表される非観血的治療においては、術者が治療目的組織を肉眼視できないので、治療目標を照準し、治療過程を監視するイメージングが不可欠である。現在、臨床的に集束超音波治療に組み合わされているのは、超音波イメージングとＭＲＩであるが、それぞれ問題を有しており、本質的には優れた集束超音波治療の迅速な臨床的普及を妨げている。ＭＲＩは、非観血的に温度をマッピングできるという特長をもつが、装置が著しく大きく高価である。一方、超音波イメージングは、音速分布の影響を自動的に補正し、比較的安価に実時間イメージングができるという特長をもつが、温度マッピングが原理的に困難である。そこで視点を変え、治療目的組織の熱凝固自体に着目し、その実時間マッピングを実現することが、本研究の目的である。そのためには、次のような課題を克服すべきである。
(1) マイクロ気泡が生じない条件でも熱凝固により超音波散乱が変化することが判明したが、その変化は臓器依存ではないのか？　　　(2) HIFU治療では意図的または偶発的にマイクロ気泡を生ずることがあるが、その場合でも熱凝固の検出は可能か？　　　(3) 動きの検出を前提とした手法なので撮像断層面上の動きに強いことは自明であるが、3次元的な動きの影響は3次元撮像によって除けるか？　　　(4) HIFU照射中にHIFU信号の影響を抑えながら休みなく超音波エコー信号取得できないか？
25年度に導入したプログラマブル超音波イメージング装置を活用し、前年度までに、(2)の課題を解決してきたが、27年度は(4)の課題を解決し、(2)の課題解決のための準備を始めることができた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] RESEARCH Open Access Detection of tissue coagulation by decorrelation of ultrasonic echo signals in cavitation-enhanced high-intensity focused ultrasound treatment (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshizawa, K. Matsuura, R. Takagi, M. Yamamoto, S. Umemura
  • 雑誌名: Journal of Therapeutic Ultrasound 巻: 4:15 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1186/s40349-016-0060-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elimination of therapeutic ultrasound noise from pre-beamformed RF data in ultrasound imaging for ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Takagi, K. Goto, H. Jimbo, K. Matsuura, R. Iwasaki, S. Umemura, S. Yoshizawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HD10-07HD10
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HD10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of cavitation-enhanced heating in high-intensity focused ultrasound treatment on shear wave imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Iwasaki, R. Nagaoka, R. Takagi, K. Goto, S. Yoshizawa, Y. Saijo, S. Umemura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HF11-07HF11
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HF11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Focused ultrasound transducer for thermal treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Umemura
  • 雑誌名: International Journal of Hyperthermia 巻: 31 (2) ページ: 216-221
  • DOI: 10.3109/02656736.2015.1008059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compensation of transducer element positions in a ring array ultrasonic computer tomography system (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tamano, T. Azuma, H. Imoto, S. Takagi, S. Umemura, Y. Matsumoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HF24-07HF24
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HF24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative measurement of high intensity focused ultrasound pressure field by optical Phase Contrast method applying non-continuous phase unwrapping algorithm (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Syahid, S. Oyama, J. Yasuda, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HC09-07HC09
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HC09
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sonodynamically-induced cytotoxicity by rose bengal derivative and microbubbles in isolated sarcoma 180 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Sugita, M. Hosokawa, M.b, Sunaga, N.b, Iwase, Y.b, Yumita, N.b, Ikeda, T.b, Umemura, S.-I.c
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HF16-07HF16
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HF16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Find full text(新しいウィンドウで開く)|Tohoku University Online Catalog(新しいウィンドウで開く)|First author search in Pubmed(新しいウィンドウで開く)|フルテキスト| エクスポート | ダウンロApoptosis induction by aluminum phthalocyanine tetrasulfonate-based sonodynamic therapy in HL-60 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwase, N. Yumita, K. Nishi, H. Kuwahara, T. Fukai, T. Ikeda, F. Chen, Y. Momose, S. Umemura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HD05-07HD05
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HD05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of controlled offset of focal position in cavitation-enhanced high-intensity focused ultrasound treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Goto, R. Takagi, T. Miyashita, H. Jimbo, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HF12-07HF12
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HF12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative assessment of reactive oxygen sonochemically generated by cavitation bubbles (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, J.a , Miyashita, T.a, Taguchi, K.b, Yoshizawa, S.a, Umemura, S.-I.b
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 (7) ページ: 07HF21-07HF21
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.07HF21
  • 査読あり
• [学会発表] Real-Time Feedback System for High-Intensity Focused Ultrasound Treatment Using Decorrelation Maps of RF Echoes with Plane -Wave Transmission (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Takagi, H. Jinbo, R. Iwasaki, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Monitoring of Lesions Induced by Cavitation-Enhanced High-Intensity Focused Ultrasound Using Shear Wave Elastography (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Iwasaki1, R. Takagi, R. Nagaoka, H. Jimbo, S. Yoshizawa, Y. Saijo, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] High Pulse Reputation Frequency Crushing Model Renal Calculi Using Cavitation Bubbles Induced by Dual-Frequency Ultrasound Pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Osuga, J. Yasuda, H. Jinbo, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, TaiwanTaipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient generation of reactive oxygen species sonochemically generated by cavitation bubbles (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Yasuda, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Quantitative Measurement of Pulsed Ultrasound Pressure Field Using Optical Phase Contrast (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Oyama, M. Syahid, J. Yasuda, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Ultrasonic Monitoring of Cavitation Bubbles Induced by High-Intensity Focused Ultrasound in Gel Phantom Containing Thin Layer of Graphite Gel (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Taguchi, R. Takagi, J. Yasuda, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Study of Ultrasound Transducer Which Produces Second Harmonic Superimposed Signal (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Zaini, H. Jimbo, R. Takagi, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] A Study of the Driving Circuit for Array Transducer Considering the Impedance Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Jimbo, K. Goto, S. Yoshizawa, S. Umemura
  • 学会等名: IEEE 2015 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-24
  • 国際学会
• [備考] 梅村・吉澤研究室
  • URL: http://www.ecei.tohoku.ac.jp/ume/