コラーゲン線維構造の音響誘起電磁特性の音響学・組織学的解明

胶原纤维结构声诱导电磁特性的声学和组织学阐明

• 批准号: 22K20502
• 负责人: 伊藤 一陽
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20502/
• 关键词: コラーゲン; 定量的組織性状評価; 音波散乱; 音響誘起電磁応答; 音響誘起電磁（ASEM）法; 生体計測; 超音波

コラーゲンは、しなやかさを組織に与えることで組織の形を保つという重要な役割を担っていると同時に、コラーゲンの配向性の変化やそれによって生じる組織の力学特性の変化は、組織の機能不全の重要なバイオマーカの1つと考えられている。コラーゲンの力学特性を定量的に評価する技術として、音響誘起電磁応答を指標とした計測が提案されている。これは、超音波照射により電気・磁気分極を誘発し、周辺に生じる電場・磁場を検出する手法であり、コラーゲンの配向性を選択的に可視化できるツールとして臨床現場への応用に期待が寄せられている。本研究では、これまで技術開発が先行していた音響誘起電磁応答を指標とした生体計測を、スケールが異なる2つの知見（組織学・音響学）と統合して明らかにする。2022年度は、まずコラーゲンの走行を音響的に評価する手法を確立することに注力した。本研究で対象としているコラーゲンは生体内で線維状に走行しており、模式的に表すと円柱形状をとる。これまでの音波後方散乱情報に基づく組織性状解析では、解析の主対象は細胞や脂肪滴など球形に模擬される形状であったため、円柱形状に則した解析手法を考案する必要が生じた。提案手法をコラーゲン組織からの計測信号に適用することで解析精度が向上し、生物学的な組織構造に適した散乱モデルを適用することで散乱情報の推定精度が向上したことが確認された。また、音響誘起電磁応答の臨床現場への応用に向けた初期検討を行い、その後の要素技術開発につながる課題の洗い出しを行った。

コ ラ ー ゲ ン は, し な や か さ を に and え る こ と で group の を bartender つ と い う cut を bear important な service っ て い る と に, at the same time コ ラ ー ゲ ン の match tropism の variations change や そ れ に よ っ て raw じ る organization の mechanical characteristics の - は, organization の insufficiency の important な バ イ オ マ ー カ の 1 つ と exam え ら れ て い る. コ ラ ー ゲ ン の mechanical characteristics を に of quantitative evaluation of 価 す る technology と し て, acoustics induced electromagnetic 応 answer を index と し た measuring が proposal さ れ て い る. こ れ は, ultrasound irradiation に よ 気 り electricity, magnetic 気 points very を 発 lure し, zhou 辺 に raw じ る electric field, magnetic field を 検 out す る gimmick で あ り, コ ラ ー ゲ ン の match tropism を sentaku に visualization で き る ツ ー ル と し て in clinical field へ の 応 に expect が mail せ ら れ て い る. This study で は, こ れ ま で technology open 発 が first し て い た sound induced electromagnetic 応 answer を index と し た raw body measuring を, ス ケ ー ル が different な る 2 つ の knowledge integration (histology, acoustics) と し て Ming ら か に す る. 2022 annual は, ま ず コ ラ ー ゲ ン の direction に を acoustics evaluation 価 す る gimmick を establish す る こ と に note force し た. This study で like と seaborne し て い る コ ラ ー ゲ ン は raw で line d in the body shape に direction し て お り, patterns of に table す と has drifted back towards ¥ column shape を と る. こ れ ま で の sonic rear scattered intelligence に base づ く organization traits parsing で は, parse の Lord as は cells や fat drops of seaborne な ど spherical に simulation さ れ る shape で あ っ た た め, has drifted back towards ¥ column shape is し に た parsing technique を test case す る が necessary raw じ た. Proposed technique を コ ラ ー ゲ ン organization か ら の measuring signal に applicable す る こ と で analytical precision が し upward, biology な organization structure に optimum し た scattered モ デ ル を applicable す る こ と で scattered intelligence の presumption of precision が し upward た こ と が confirm さ れ た. ま た, acoustics induced electromagnetic 応 answer の clinical field へ の 応 with に to け た beg を 検 い, early そ の の elements technology open after 発 に つ な が の い washing out し る subject line を っ た.

项目成果

Assessment of the frequency dependence of acoustic properties on material, composition, and scatterer size of the medium

评估声学特性对介质材料、成分和散射体尺寸的频率依赖性

• DOI: 10.1007/s10396-022-01235-1
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Medical Ultrasonics
• 影响因子: 1.8
• 作者: Ino Mai;Yoshida Kenji;Hirata Shinnosuke;Ito Kazuyo;Yamaguchi Tadashi
• 通讯作者: Yamaguchi Tadashi

Singapore Eye Research Institute/National University of Singapore(シンガポール)

新加坡眼科研究所/新加坡国立大学（新加坡）

Alteration of speed-of-sound by fixatives and tissue processing methods in scanning acoustic microscopy

• DOI: 10.3389/fphy.2023.1060296
• 发表时间: 2023-02-24
• 期刊: FRONTIERS IN PHYSICS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Tamura，Kazuki;Ito，Kazuyo;Yamamoto，Seiji
• 通讯作者: Yamamoto，Seiji

超音波による病的近視のclinician-freeスクリーニングに向けた組織性状評価（QUS）技術の眼科応用

组织表征 (QUS) 技术在眼科应用，无需临床医生即可利用超声筛查病理性近视

• 发表时间: 2022
• 作者: Ito Kazuyo;Lye Theresa H.;Dan Yee Shan;Yu Jason D.G.;Silverman Ronald H.;Mamou Jonathan;Hoang Quan V.;Kazuyo Ito;伊藤一陽
• 通讯作者: 伊藤一陽

Application of the cylindrical-Gaussian form factor for collagen fiber characteristics assessment in myopic eye sclera with high-frequency quantitative ultrasound

应用圆柱高斯形状因子高频定量超声评估近视眼巩膜胶原纤维特性

• 发表时间: 2022
• 作者: Ito Kazuyo;Lye Theresa H.;Dan Yee Shan;Yu Jason D.G.;Silverman Ronald H.;Mamou Jonathan;Hoang Quan V.;Kazuyo Ito;伊藤一陽;Kazuyo Ito
• 通讯作者: Kazuyo Ito