2003 Fiscal Year Annual Research Report

超音波による血管内皮細胞のナノ・イメージング

Research Project

Project/Area Number	15300178
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	西條芳文東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (00292277)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木聡東北大学, 医学部付属病院, 助手 (50344669) 穂積直裕豊橋技術科学大学, 助教授 (30314090) 佐藤正明東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111371) 小林和人本多電子株式会社, 研究開発本部, 部長
Keywords	超音波顕微鏡 / 音速 / 減衰 / 位相 / 血管内皮細胞 / 超音波組織性状診断
Research Abstract	従来、細胞の高精度イメージングとして用いられてきた電子顕微鏡、蛍光抗体法を用いたレーザー走査顕微鏡などの方法では、細胞に対する前処置や抗体投与などが必要であり、様々な条件下での繰り返し計測のためには、細胞に無処置、非接触で繰り返し高精度に細胞のナノ・イメージングが実現される必要がある。本研究の目的は、800MHz〜1.4GHz帯域の高周波数超音波パルスを用いて、サブミクロンの方位分解能およびナノレベルの厚み計測を実現し、細胞の音速、超音波減衰、音響インピーダンスなどのパラメータを高精度に計測可能な、超音波ナノ・イメージングシステムを開発することである。さらに、本システムによって得られた肺動脈血管内皮細胞内の音響特性分布を、細胞内骨格であるアクチンフィラメントおよびチュブリンの分布や、原子間力顕微鏡による弾性分布と比較検討し、超音波ナノ・イメージングのバイオメカニクス計測システムとしての有用性を証明することである。平成15年度にはシステム自体の開発を中心として研究を行った。高速機械スイッチによるパルス発生装置を作成し、電気信号をトランスデューサに入力し、そのパルス応答をデジタルオシロスコープにて解析した。顕微鏡の走査部分として、x軸にはサーボリニアモーター、y軸にはステッピングモーターを用い、さらにスキャナーのコントロールのためにマイクロコンピュータを組み込んだボードを作成し、システム全体はデジタルオシロスコープに内蔵されたパーソナルコンピュータにて制御した。スキャンの速さやデータ転送速度などを検討した結果、300×300点のデータを2分で取り込むことの出来るシステムが完成した。さらに、組織表面からの反射とガラス面からの反射の干渉を周波数領域で解析し、組織の厚みと音速を算出するアルゴリズムを完成させ、組織音速の定量的な2次元カラー表示が可能になった。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Saijo Y, Hozumi N, Kobayashi K et al.: "Fast Fourier transform acoustic microscopy for biological tissues"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S20 (2003)
[Publications] Saijo Y, Kobayashi K, Arai H et al.: "Pocket-size echo connectable to a personal computer"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S54 (2003)
[Publications] Saijo Y, Tanaka A, Owada N et al.: "Intravascular tissue velocity imaging of coronary artery"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S173 (2003)
[Publications] Sasaki H, Saijo Y, Tanaka M et al.: "Influence of tissue preparation on the acoustic properties of tissue sections at high frequencies"Ultrasound Med Biol. 29・9. 1367-1372 (2003)
[Publications] 西條芳文: "超音波による心血管系の組織診断"加齢医学研究所雑誌. 54・3. 93-105 (2003)
[Publications] 西條芳文: "高周波数超音波による心血管系の組織診断"Med Imag Tech. 21・2. 101-105 (2003)
[Publications] Saijo Y, van der Steen AFW: "Vascular Ultrasound"Springer-Verlaq. 328 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

超音波による血管内皮細胞のナノ・イメージング

Principal Investigator

西條 芳文 東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (00292277)

Research Products

[Publications] Saijo Y, Hozumi N, Kobayashi K et al.: "Fast Fourier transform acoustic microscopy for biological tissues"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S20 (2003)

[Publications] Saijo Y, Kobayashi K, Arai H et al.: "Pocket-size echo connectable to a personal computer"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S54 (2003)

[Publications] Saijo Y, Tanaka A, Owada N et al.: "Intravascular tissue velocity imaging of coronary artery"Ultrasound Med Biol. 29・5s. S173 (2003)

[Publications] Sasaki H, Saijo Y, Tanaka M et al.: "Influence of tissue preparation on the acoustic properties of tissue sections at high frequencies"Ultrasound Med Biol. 29・9. 1367-1372 (2003)

[Publications] 西條芳文: "超音波による心血管系の組織診断"加齢医学研究所雑誌. 54・3. 93-105 (2003)

[Publications] 西條芳文: "高周波数超音波による心血管系の組織診断"Med Imag Tech. 21・2. 101-105 (2003)

[Publications] Saijo Y, van der Steen AFW: "Vascular Ultrasound"Springer-Verlaq. 328 (2003)

西條芳文東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (00292277)