Diagnostic Technology for Cytokine Storms Using Quantitative Ultrasound Microscopy with Submicron Resolution

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細胞観察を進めるあたって，核の位置を中心とする細胞内ランドマークを明瞭化するため，疑似透過モードによる観察方法を提案した。音響インピーダンス観測は基本的に送波した集束超音波の反射を画像化しているが，細胞内での多重反射による干渉縞が生じ，内部の構造が判りにくくなる問題があった。そこで，逆畳み込み処理をむ含む適当な解析により干渉の影響を除去するとともに，反射のエネルギーを積算して疑似的に透過像を描画する方法を提案した。計算過程においてもっとも不安定な結果につながりやすい逆畳み込み処理において，通常のフーリエ逆畳み込みや時間領域の逆畳み込みに代えて，数値ラプラス逆畳み込みを導入し，簡単なチューニングで安定した結果が得られることを確認した。これらに加え，昨年度までに考案した周波数分解空間平均による低周波ノイズの除去アルゴリズムを適用て，ミクログリアを観察対象とした培養細胞の3次元音響インピーダンス観察を行った。ミクログリアは脳内の免疫細胞で、神経毒に反応して細胞攻撃モードになるM1状態と、強い神経保護を示すM2モードを持つ。M2モードのミクログリアを抑制すると細胞変性が進行することもあり、どちらのモードであるか区別することが重要になる。そこでATP刺激によるミクログリアの状態変化を観察した。ミクログリアは周囲の細胞が出すATPに刺激されてneuroprotectiveに変化する。ACEに刺激されたミクログリアはneurotoxicとなり，その後ATPの刺激を受けてもneurotoxicの状態が保持される。3次元音響インピーダンス顕微鏡を用いた追尾観測により，このことをうらづける結果を得た。