工藤 信樹 (クドウ ノブキ)
情報科学研究院 生命人間情報科学部門 バイオエンジニアリング分野 | 学術研究員 |
■研究者基本情報
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■経歴
経歴
- 2009年 - 2013年
北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 - 2009年
- 北海道大学(大学院情報科学研究科) 准教授 - 2004年 - 2007年
北海道大学助手(大学院情報科学研究科) 助手 - 2004年 - 2007年
Research Associate - 1997年 - 2004年
北海道大学助手(大学院工学研究科) 助手 - 1997年 - 2004年
Research Associate,Graduate School of Engineering, Hokkaido University - 1995年 - 1997年
北海道大学助手(工学部) 助手 - 1995年 - 1997年
Research Associate,Faculty of Engineering, Hokkaido University - 1987年 - 1995年
(株)東芝医用機器技術研究所
学歴
委員歴
■研究活動情報
受賞
- 2013年, 日本超音波医学会, 第2回新人賞
内田和輝 - 2012年, 日本超音波医学会, 第1回新人賞
吉松幸里 - 2010年, 日本超音波医学会 第26回菊池賞(論文賞)
日本国 - 2009年, 日本超音波医学会 第25回菊池賞(論文賞)
日本国 - 2007年, 平成19年日本ソノケミストリー学会論文賞
日本国 - 2005年, 日本超音波医学会 第21回菊池賞(論文賞)
日本国 - 2005年, 日本超音波医学会 第7回奨励賞
日本国 - 2005年, Best Presentation Award
- 2004年, 7th International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Superb poster award
- 2002年, 6th International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Poster session Silver Prize
- 2002年, Asian Symposium on Biomedical Optics and Photomedicine Best Poster Award
- 2002年, 日本超音波医学会 第3回奨励賞(優秀発表賞)
日本国 - 2002年, 7th Ultrasound Contrast Research Symposium in Radiology Best Presentation Award
- 1999年, 日本超音波医学会第13回菊池賞(論文賞)
日本国 - 1992年, 日本エム・イー学会科学新聞賞新技術開発賞
日本国
論文
- 低強度パルス超音波による培養神経細胞刺激作用の検討
佐々木 東, 工藤 信樹, 滝口 満喜
超音波医学, 51, Suppl., S672, S672, (公社)日本超音波医学会, 2024年04月
日本語 - Brain Delivery of Cisplatin Using Microbubbles in Combination with Ultrasound as an Effective Therapy for Glioblastoma.
Fumiko Hagiwara, Daiki Omata, Lisa Munakata, Saori Kageyama, Kazuo Maruyama, Nobuki Kudo, Ryo Suzuki
Pharmaceuticals (Basel, Switzerland), 16, 11, 2023年11月13日, [国際誌]
英語, 研究論文(学術雑誌), Glioblastoma is a highly invasive and fatal disease. Temozolomide, a blood-brain barrier (BBB)-penetrant therapeutic agent currently used for glioblastoma, does not exhibit sufficient therapeutic effect. Cisplatin (CDDP), a versatile anticancer drug, is not considered a therapeutic option for glioblastoma due to its low BBB permeability. We previously investigated the utility of microbubbles (MBs) in combination with ultrasound (US) in promoting BBB permeability and reported the efficacy of drug delivery to the brain using a minimally invasive approach. This study aimed to evaluate the feasibility of CDDP delivery to the brain using the combination of MBs and US for the treatment of glioblastoma. We used mice that were implanted with glioma-261 GFP-Luc cells expressing luciferase as the glioblastoma model. In this model, after tumor inoculation, the BBB opening was induced using MBs and US, and CDDP was simultaneously administered. We found that the CDDP concentrations were higher at the glioblastoma site where the US was applied, although CDDP normally cannot pass through the BBB. Furthermore, the survival was longer in mice treated with CDDP delivered via MBs and US than in those treated with CDDP alone or those that were left untreated. These results suggest that the combination of MBs and US is an effective antitumor drug delivery system based on BBB opening in glioblastoma therapy. - 微小気泡を貪食した樹状細胞のPiezo1チャネルによる超音波短パルスの機械刺激受容
大竹 直幸, 小俣 大樹, 鈴木 亮, 工藤 信樹
超音波医学, 50, Suppl., S695, S695, (公社)日本超音波医学会, 2023年04月
日本語 - 血管内皮細胞と線維芽細胞の3次元培養による毛細血管モデルの作成と評価
山作 百々香, 倉澤 翔一郎, 鈴木 亮, 小俣 大樹, 橋本 守, 工藤 信樹
超音波医学, 50, Suppl., S695, S695, (公社)日本超音波医学会, 2023年04月
日本語 - 超音波医学をどう広めるか?~医学教育と一般広報について~ 超音波医学をどう広めるか?
小川 眞広, 秋山 いわき, 工藤 信樹, 紺野 啓, 長沼 裕子, 新田 尚隆, 水野 隆, 畠 二郎
超音波医学, 50, Suppl., S547, S547, (公社)日本超音波医学会, 2023年04月
日本語 - マイクロバブルと超音波照射による固形がん組織の腫瘍微小環境変化を介した養子免疫療法の抗腫瘍効果増強に関する検討
鈴木 亮, 丸山 保, 宗像 理紗, 鈴木 悠乃, 小俣 大樹, 工藤 信樹, 小山 正平, 岡田 欣晃
Thermal Medicine, 38, Suppl., 085, 085, (一社)日本ハイパーサーミア学会, 2022年08月
日本語 - マイクロバブルと超音波照射による固形がん組織の腫瘍微小環境変化を介した養子免疫療法の抗腫瘍効果増強に関する検討
鈴木 亮, 丸山 保, 宗像 理紗, 鈴木 悠乃, 小俣 大樹, 工藤 信樹, 小山 正平, 岡田 欣晃
Thermal Medicine, 38, Suppl., 085, 085, (一社)日本ハイパーサーミア学会, 2022年08月
日本語 - 毛細血管ゲルファントムを用いた微小気泡ダイナミクスの高速度観察による弾性率の推定
Hu Xinyue, 小俣 大樹, 鈴木 亮, 佐々木 東, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S802, S802, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - 抗がん剤付着型アルブミンナノ粒子と微小気泡を用いた超音波薬物送達の機序検討
新里 美瑠, 胡 新げつ, 小俣 大樹, 鈴木 亮, 佐々木 東, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S803, S803, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - 気泡を貪食した樹状細胞への超音波照射による継続的なCa2+濃度変化誘導
大竹 直幸, 鈴木 亮, 小俣 大樹, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S825, S825, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - 微小気泡を貪食した樹状細胞の超音波照射によるCa2+濃度変化誘導現象の高速度観察
大竹 直幸, 鈴木 亮, 小俣 大樹, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S827, S827, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - 毛細血管ゲルファントムを用いた微小気泡ダイナミクスの高速度観察による弾性率の推定
Hu Xinyue, 小俣 大樹, 鈴木 亮, 佐々木 東, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S802, S802, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - 抗がん剤付着型アルブミンナノ粒子と微小気泡を用いた超音波薬物送達の機序検討
新里 美瑠, 胡 新げつ, 小俣 大樹, 鈴木 亮, 佐々木 東, 工藤 信樹
超音波医学, 49, Suppl., S803, S803, (公社)日本超音波医学会, 2022年04月
日本語 - マイクロバブルと超音波併用による免疫微小環境の変化と養子免疫療法の抗腫瘍効果増強に関する基礎的検討
丸山 保, 宗像 理紗, 小俣 大樹, 萩原 芙美子, 鈴木 悠乃, 小山 正平, 岡田 欣晃, 工藤 信樹, 鈴木 亮
日本薬学会年会要旨集, 142年会, 28H, pm05S, (公社)日本薬学会, 2022年03月
日本語 - マイクロバブルと超音波併用による免疫微小環境の変化と養子免疫療法の抗腫瘍効果増強に関する基礎的検討
丸山 保, 宗像 理紗, 小俣 大樹, 萩原 芙美子, 鈴木 悠乃, 小山 正平, 岡田 欣晃, 工藤 信樹, 鈴木 亮
日本薬学会年会要旨集, 142年会, 28H, pm05S, (公社)日本薬学会, 2022年03月
日本語 - Relationship Between Dynamics of Bubbles Phagocytosed by Dendritic Cells and Intracellular Ca2+Concentration Change Under Exposure to Pulsed Ultrasound
Naoyuki Otake, Ryo Suzuki, Daiki Omata, Nobuki Kudo
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, 2022-October, 2022年
研究論文(国際会議プロシーディングス) - Safety Assessment of Ultrasound-Assisted Intravesical Chemotherapy in Normal Dogs: A Pilot Study.
Noboru Sasaki, Yoshinori Ikenaka, Keisuke Aoshima, Teiichiro Aoyagi, Nobuki Kudo, Kensuke Nakamura, Mitsuyoshi Takiguchi
Frontiers in pharmacology, 13, 837754, 837754, 2022年, [国際誌]
英語, 研究論文(学術雑誌), Intravesical chemotherapy after transurethral resection is a treatment option in patients with non-muscle invasive bladder cancer. The efficacy of intravesical chemotherapy is determined by the cellular uptake of intravesical drugs. Therefore, drug delivery technologies in the urinary bladder are promising tools for enhancing the efficacy of intravesical chemotherapy. Ultrasound-triggered microbubble cavitation may enhance the permeability of the urothelium, and thus may have potential as a drug delivery technology in the urinary bladder. Meanwhile, the enhanced permeability may increase systemic absorption of intravesical drugs, which may increase the adverse effects of the drug. The aim of this preliminary safety study was to assess the systemic absorption of an intravesical drug that was delivered by ultrasound-triggered microbubble cavitation in the urinary bladder of normal dogs. Pirarubicin, a derivative of doxorubicin, and an ultrasound contrast agent (Sonazoid) microbubbles were administered in the urinary bladder. Ultrasound (transmitting frequency 5 MHz; pulse duration 0.44 μsec; pulse repetition frequency 7.7 kHz; peak negative pressure -1.2 MPa) was exposed to the bladder using a diagnostic ultrasound probe (PLT-704SBT). The combination of ultrasound and microbubbles did not increase the plasma concentration of intravesical pirarubicin. In addition, hematoxylin and eosin staining showed that the combination of ultrasound and microbubble did not cause observable damages to the urothelium. Tissue pirarubicin concentration in the sonicated region was higher than that of the non-sonicated region in two of three dogs. The results of this pilot study demonstrate the safety of the combination of intravesical pirarubicin and ultrasound-triggered microbubble cavitation, that is, ultrasound-assisted intravesical chemotherapy. - Simulation study for cross-sectional absorption distribution in turbid medium using spatially resolved backscattered light with lateral scanning and one-dimensional solution of nonlinear inverse problem
Kazuhiro Nishida, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
Japanese Journal of Applied Physics, 60, 7, 2021年07月
研究論文(学術雑誌) - マイクロバブルの繰り返し投与における血流造影への影響に関する基礎的検討
鈴木 亮, 島 忠光, 丸山 保, 小俣 大樹, 宗像 理紗, 工藤 信樹, 丸山 一雄
超音波医学, 48, Suppl., S648, S648, (公社)日本超音波医学会, 2021年04月
日本語 - 超音波で生体の壁を超える 超音波と気泡を併用する膀胱内注入療法の犬における安全性検討
佐々木 東, 青柳 貞一郎, 池中 良徳, 工藤 信樹, 中村 健介, 滝口 満喜
超音波医学, 48, Suppl., S195, S195, (公社)日本超音波医学会, 2021年04月
日本語 - Visualization of Endothelial Cell Damage Caused by Ultrasonically Induced Microbubble Oscillation Inside a Capillary Phantom
Ri Ichiro Shimizu, Ryo Suzuki, Nobuki Kudo
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, 2020-September, 2020年09月07日
研究論文(国際会議プロシーディングス) - Endothelial Cells, First Target of Drug Delivery Using Microbubble-Assisted Ultrasound.
Antoine Presset, Corentin Bonneau, Sasaoka Kazuyoshi, Lydie Nadal-Desbarats, Takigucho Mitsuyoshi, Ayache Bouakaz, Nobuki Kudo, Jean-Michel Escoffre, Noboru Sasaki
Ultrasound in medicine & biology, 46, 7, 1565, 1583, 2020年04月21日, [査読有り], [国際誌]
英語, 研究論文(学術雑誌), Microbubble-assisted ultrasound has emerged as a promising method for local drug delivery. Microbubbles are intravenously injected and locally activated by ultrasound, thus increasing the permeability of vascular endothelium for facilitating extravasation and drug uptake into the treated tissue. Thereby, endothelial cells are the first target of the effects of ultrasound-driven microbubbles. In this review, the in vitro and in vivo bioeffects of this method on endothelial cells are described and discussed, including aspects on the permeabilization of biologic barriers (endothelial cell plasma membranes and endothelial barriers), the restoration of their integrity, the molecular and cellular mechanisms involved in both these processes, and the resulting intracellular and intercellular consequences. Finally, the influence of the acoustic settings, microbubble parameters, treatment schedules and flow parameters on these bioeffects are also reviewed. - Nonlinear inversion technique for absorption tomography of turbid media using spatially resolved backscattered light
Kazuhiro Nishida, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
Optics and Lasers in Engineering, 126, 1, 11, 2020年03月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Development and evaluation of stability and ultrasound response of DSPC-DPSG-based freeze-dried microbubbles.
Johan Unga, Daiki Omata, Nobuki Kudo, Soki Ueno, Lisa Munakata, Tadamitsu Shima, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama
Journal of liposome research, 29, 4, 368, 374, 2019年12月, [査読有り], [国際誌]
英語, It is known that Phosphatidyl choline-Phosphatidyl glycerol mixtures can be used for liposome formulations, making them less leaky than liposomes with only one lipid. We hypothesized that this might also be the case for bubbles, which can be used as ultrasound (US) contrast agents. Therefore, we have compared a series of mixed distearoyl phosphatidylcholine-distearoyl phosphatidylglycerol (DSPC-DPSG) bubbles and with bubbles containing either DSPC or DSPG (and distearoyl ethanolamine-polyethyleneglycol 2000, DSPE-PEG2k). Here, we describe the development, examination of stability in vitro and attenuation of broad frequency US pulses. Novel lipid-stabilized freeze-dried formulations for US applications, using the phospholipids DSPC, DSPG, and PEGylated DSPE-PEG2k and perfluoropropane gas were developed. It was found that the bubbles could effectively be preserved by freeze-drying and then re-constituted by addition of water. Average bubble sizes were around 2 µm for all bubbles after re-constitution. Bubble stability was assessed by evaluating the decay of the US backscattering signal in vitro. Bubbles containing DSPG were more stable than bubbles with only DSPC. The composition DSPC:DSPG:DSPE-PEG2k 30:60:10 (molar ratio) was the most stable with an effective half-life of 9.12 min, compared to bubbles without DSPG, which had half-life of 2.05 min. Bubble attenuation of US depended highly on the compositions. Bubbles without DSPG had the highest attenuation indicating higher oscillation the most but were also destroyed by higher energy US. No bubbles with DSPG showed any indication of destruction but all had increased attenuations to varying degrees, DSPC:DSPG:DSPE-PEG2k 45:45:10 showed the least attenuation. - Influence of absorption coefficient and coherence length on time-reverse scattering suppression using digital phase-conjugate light
Sogo Toda, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
Japanese Journal of Applied Physics, 58, 3, 1, 4, 2019年03月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Improvement of scattering suppression effect of time-reversal propagation using digital phase-conjugate light
Sogo Toda, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
ADAPTIVE OPTICS AND WAVEFRONT CONTROL FOR BIOLOGICAL SYSTEMS V, 10886, 2019年
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Low-intensity pulsed ultrasound modifies effects of a myelin-related growth inhibitor and enhances neurite re-growth
Noboru Sasaki, Nobuki Kudo, Hiroshi Ohta, Mitsuyoshi Takiguchi
2019 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS), 1308, 1310, 2019年
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Ultrasonic Electronics
Iwaki Akiyama, Pak Kon Choi, Hiroyuki Hachiya, Akira Harata, Hideyuki Hasegawa, Kenya Hashimoto, Shoji Kakio, Nobuki Kudo, Subaru Kudo, Mami Matsukawa, Tatsuro Matsuoka, Koichi Mizutani, Kentaro Nakamura, Hirotsugu Ogi, Shinichi Takeuchi, Takao Tsuchiya, Shin ichiro Umemura, Yasuaki Watanabe, Ken Yamada, Kyuichi Yasui
Japanese Journal of Applied Physics, 57, 7, 2018年07月, [査読有り]
研究論文(学術雑誌) - Effects of digital phase-conjugate light intensity on time-reversal imaging through animal tissue
Sogo Toda, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
Biomedical Optics Express, 9, 4, 1570, 1581, OSA - The Optical Society, 2018年04月01日, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Spatial and temporal profile of cisplatin delivery by ultrasound-assisted intravesical chemotherapy in a bladder cancer model
Noboru Sasaki, Kazuhiro Ishi, Nobuki Kudo, Shouta M. M. Nakayama, Kensuke Nakamura, Keitaro Morishita, Hiroshi Ohta, Mayumi Ishizuka, Mitsuyoshi Takiguchi
PLOS ONE, 12, 11, e0188093, 2017年11月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - A high-speed microscopic system for observation of bubble-cell interaction from a lateral direction
Akane Isono, Nobuki Kudo
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, IEEE Computer Society, 2017年10月31日, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - A high-speed microscopic system for observation of bubble-cell interaction from a lateral direction
Akane Isono, Nobuki Kudo
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, IEEE Computer Society, 2017年10月31日, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Therapeutic applications of cavitation phenomena in the medical fields
Nobuki Kudo
The Micro-World Observed by Ultra High-Speed Cameras: We See What You Don't See, 391, 405, Springer International Publishing, 2017年08月30日, [査読有り]
英語, 論文集(書籍)内論文 - Foreword ultrasonic electronics
Mami Matsukawa, Jun Kondoh, Keiji Sakai, Iwaki Akiyama, Pak Kon Choi, Hiroyuki Hachiya, Akira Harata, Hideyuki Hasegawa, Kenya Hashimoto, Shoji Kakio, Nobuki Kudo, Subaru Kudo, Tatsuro Matsuoka, Koichi Mizutani, Kentaro Nakamura, Hirotugu Ogi, Sinichi Takeuchi, Takao Tsuchiya, Shinichiro Umemura, Yasuaki Watanabe, Ken Yamada, Kyuichi Yasui
Japanese Journal of Applied Physics, 56, 7, 2017年07月, [査読有り]
研究論文(学術雑誌) - Evaluation of frequency-dependent ultrasound attenuation in transparent medium using focused shadowgraph technique
Yukina Iijima, Nobuki Kudo
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 56, 7, 2017年07月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - 薬物付加気泡を用いたソノポレーションのための超音波照射条件の検討
今井 慎司, 工藤 信樹
生体医工学, 55, 5, 405, 405, 公益社団法人 日本生体医工学会, 2017年
日本語,我々は微小気泡とパルス超音波を用いた細胞への薬物・遺伝子導入技術であるソノポレーションについて基礎的な検討を行っている.なかでも,薬物を付加した微小気泡を用いて目的の部位のみに薬物を直接導入する技術は,使用薬物量の抑制が期待され盛んに検討されているが,導入率が低いことが問題となっている.本研究では,異なる膜損傷のメカニズムを誘導するために,薬物を模擬する蛍光物質を付加した微小気泡に種々の条件で超音波を照射し,細胞内への模擬薬物の導入効果を共焦点顕微鏡により観察した.ヒト前立腺がん細胞を培養したカバーガラスを水槽の底面に設けた観察チャンバに設置した.顕微鏡観察下で模擬薬物付加気泡が付着した細胞に3種類の条件で超音波を照射し(連続波,繰り返し波,パルス波),照射前後および照射中の共焦点観察により膜損傷の様子と模擬薬物の細胞内導入の発生を調べた.その結果,パルス超音波では,気泡の崩壊に伴う微小な水流による膜損傷が,連続波ではマイクロストリーミングによる膜損傷が観察された.しかし,模擬薬物の細胞内への導入は,パルス超音波照射で1例確認されただけで導入効率は3%と低かった.観察例の多くで照射後,細胞膜上に模擬薬物が付着していたことから、低効率は細胞膜と気泡の脂質膜が付着して模擬薬物が膜から離れなかったためと推測され、気泡と細胞の付着状態を制御することによる導入効率向上の可能性が示唆された.
- インコヒーレント光源を用いたフォーカストシャドウグラフ法による診断用超音波の音圧波形再現の試み
門田 智明, 工藤 信樹
生体医工学, 55, 5, 403, 403, 公益社団法人 日本生体医工学会, 2017年
日本語,我々は簡便な超音波音場可視化法としてフォーカストシャドウグラフ法を提案し,その有用性を検証してきた.従来の実験装置では光源にレーザダイオード(LD)を使用していたが,音場画像に光の干渉によるノイズが重畳するという問題があった.そこで本報告では光源にコヒーレンシーの低いLEDを用いて音場像のノイズ低減および,音圧波形の再現可能性について検討した結果を述べる.光源として波長850 nm,パルス幅5 nsのLDと波長610 nm,パルス幅35 nsのLEDを用い,超音波診断装置用プローブが発生する中心周波数2.5 MHzのパルス音場を可視化した.また,光源の点光源性が音場像に与える影響を調べるため,LED光源のコリメート光学系に200 μmのピンホールを挿入した条件でも可視化を行った.その結果LED光源(ピンホールなし)の条件ではLD光源に比べて音場像上の干渉ノイズが軽減されたが,ピンホールを入れると干渉ノイズが再発した.また音場像から求めた焦点近傍の輝度分布を1階空間積分してハイドロホンで測定した音圧波形と比較した.その結果,1階積分波形には音圧波形特有の急峻な圧力の立ち上がりが見られなかったが,ピンホールを入れることで立ち上がり特性が改善され,音圧波形と良い一致を示した.これよりフォーカストシャドウグラフ法の光源にLEDを使用することで画質が向上した音場像が取得可能であり,音圧波形の再現には光源の点光源性が重要であることが示された.
- 足場層の硬さが培養心筋細胞の機械受容感度に与える影響
根岸 聖太, 工藤 信樹
生体医工学, 55, 5, 445, 445, 公益社団法人 日本生体医工学会, 2017年
日本語,我々は医用超音波機器の安全性検討の一環として,ラットから単離培養した心筋細胞への超音波照射を行い,超音波照射により拍動異常が誘導されることを示してきた.しかし,これまでの検討はガラス上に培養した心筋細胞で行われたものであり,その細胞形態は生体内と大きく異なる.そこで,本研究では生体を模擬した柔軟な足場層上に心筋細胞を培養し,細胞骨格を生体内の状態に近づけ,機械受容感度の変化を調べた.実験には生後2~3日のラット新生仔から単離培養した心筋細胞を用いた.柔軟な足場としては、アクリルアミドゲルを用い、対照条件としてカバーガラス上に培養した試料も作製した.ゲル上とカバーガラス上で拍動する培養心筋細胞の機械刺激受容感度の差を調べるために,音圧と波数が異なる超音波パルスを一回のみ照射し,拍動異常が誘導される閾値を調べた.拍動観察には倒立型光学顕微鏡を用い,拍動異常の判定は目視により行った.細胞の円形度を表すShape indexはゲル上で0.29±0.08,ガラス上で0.11±0.04であり,ゲル上の細胞は細胞骨格が未発達であることが示された.また,拍動異常が生じる波数閾値はゲル上の細胞が約10倍高かった(音圧13.5 MPa).これらの結果は,心筋細胞の機械刺激受容感度が細胞骨格の発達程度に依存して変化することを示唆するものと考えられた.
- High-Speed In Situ Observation System for Sonoporation of Cells With Size- and Position-Controlled Microbubbles
Nobuki Kudo
IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL, 64, 1, 273, 280, 2017年01月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Trial operation of a cloud service-based three-dimensional virtual reality tele-rehabilitation system for stroke patients
Norio Kato, Toshiaki Tanaka, Shunichi Sugihara, Koichi Shimizu, Nobuki Kudo
ICCSE 2016 - 11th International Conference on Computer Science and Education, 285, 290, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2016年10月03日, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - A study of the effect of visual depth information on upper limb movement by use of measurement of smoothness
Norio Kato, Toshiaki Tanaka, Syunichi Sugihara, Koichi Shimizu, Nobuki Kudo
Journal of Physical Therapy Science, 28, 4, 1134, 1141, Society of Physical Therapy Science (Rigaku Ryoho Kagakugakkai), 2016年04月01日, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - 細胞培養足場の硬さがソノポレーションによる細胞膜損傷に与える影響
工藤 信樹, 木下 勇人
超音波医学, 43, 2, 279, 289, 一般社団法人 日本超音波医学会, 2016年
日本語, 目的:In vivoソノポレーションに向けた基礎研究として,硬さが異なる足場上に単層培養した細胞のソノポレーションにより生じる細胞膜損傷率を検討した.方法:コラーゲンゲル,10%,30%アクリルアミドゲル,およびカバーガラスを用いて作成した4種類の細胞培養足場を単層細胞の培養に用いた.原子間力顕微鏡を用いて測定したヤング率はゲル足場では0.09‐8.6 kPa,生細胞では4.5 kPaであった.波数3,100および10,000波でピーク正圧/負圧が8.0/-1.3 MPaのパルス超音波を微小気泡が付着した細胞に1回のみ照射した.結果:Propidium iodideを用いて細胞膜損傷を蛍光顕微鏡により可視化した.波数3波の超音波パルスでは有意な変化は見られなかったが,波数100および10,000波のパルスではヤング率の増加に伴い損傷が増加する明確な傾向が確認された.結論:実験結果より,接着細胞の下層にある足場層の硬さをソノポレーション条件の重要なパラメータとして考慮に入れる必要があること,またin vivoソノポレーションに対する最適照射条件は生体組織の物理的特性を考慮して決定すべきであることが示唆された. - 光学的手法による医用超音波音場の可視化
梅村 晋一郎, 工藤 信樹
超音波医学, 43, 2, 255, 263, 一般社団法人 日本超音波医学会, 2016年
日本語, 本論文では,光学的手法を用いて医用超音波の音場を可視化する3つの手法について述べる.1つは光源とカメラのみからなる単純な光学系で可視化を実現するシャドーグラフ法である.本手法で取得した音場可視化像を従来のシュリーレン法と比較するとともに,超音波診断用の短いパルス超音波の音場可視化における有用性を示す.続く2つの手法は,ハイドロホンによる音場測定の置き換えを目指して開発した定量化シャドーグラフ法と位相コントラスト法である.各手法の原理を解説するとともに,超音波治療に用いられる連続超音波の集束音場を可視化する実験を行い,ハイドロホン計測との比較を通じて3次元音場の精密計測における有用性を示す. - ディジタル位相共役光による散乱抑制効果の実験的検討
任田 崇吾, 加藤 祐次, 工藤 信樹, 清水 孝一
生体医工学, 54, 1T3, 4-6-1-1T3-4-6-2, 一般社団法人 日本生体医工学会, 2016年
日本語,The scattering effect in light propagation through random media can be suppressed with the phase-conjugate optics. We have applied this technique to the transillumination imaging of animal body using a digital phase-conjugate system. In the experiment, we attempted to restore various incident light patterns through a scattering medium. As a result, the feasibility of scattering suppression using digital phase-conjugate light was verified.
- 画像差分シュリーレン法を用いた強力集束超音波音場の可視化と焦点深度の評価
榊 飛翔, 工藤 信樹
生体医工学, 54, 1T3, 4-1-1-1T3-4-1-2, 一般社団法人 日本生体医工学会, 2016年
日本語,A high intensity focused ultrasound (HIFU) field of a transducer for ultrasound therapy was visualized using an image subtraction Schlieren technique. The transducer of 110 mm in diameter and 100 mm in focal length was driven by a burst pulse of 1.58 MHz in center frequency and of 10 W or 100 W in input electric power. 10 instantaneous HIFU fields were visualized at 10 different phases, and a beam profile was determined by superimposing the fields. FWHMs of the beam were 5.8 mm in a visualized field but was 7.3 mm in a field determined by hydrophone measurement.
- Experimental observation of an acoustic field #7
Nobuki Kudo
Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, 207, 238, Springer Singapore, 2016年01月01日, [査読有り]
英語, 論文集(書籍)内論文 - Study on Effects of Pressure and Duration of Ultrasound Pulse on Pulsation of Cultured Cardiomyocytes
Aya Miwa, Nobuki Kudo
2016 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS), 2016年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Noise Reduction of Ultrasound Pressure Field Images Taken by Focused Shadowgraphy Using an Incoherent Light Source
Nobuki Kudo, Tomoaki Kadota, Yukina Iijima
2016 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS), 2016年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - PORPHYRIN DERIVATIVES-MEDIATED SONODYNAMIC THERAPY FOR MALIGNANT GLIOMAS IN VITRO
Shogo Endo, Nobuki Kudo, Shigeru Yamaguchi, Koki Sumiyoshi, Hiroaki Motegi, Hiroyuki Kobayashi, Shunsuke Terasaka, Kiyohiro Houkin
ULTRASOUND IN MEDICINE AND BIOLOGY, 41, 9, 2458, 2465, 2015年09月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - A SIMPLE TECHNIQUE FOR VISUALIZING ULTRASOUND FIELDS WITHOUT SCHLIEREN OPTICS
Nobuki Kudo
ULTRASOUND IN MEDICINE AND BIOLOGY, 41, 7, 2071, 2081, 2015年07月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Optical methods for visualization of ultrasound fields
Nobuki Kudo
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 54, 7, 07HA01, 2015年07月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - 画像差分型シュリーレン法を用いた故障プローブ音場の定量評価
関根 大輝, 西田 睦, 工藤 信樹
超音波医学, 42, 1, 93, 94, (公社)日本超音波医学会, 2015年01月
日本語 - Effects of cell culture scaffold stiffness on cell membrane damage induced by sonoporation
Nobuki Kudo, Yuto Kinoshita
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 41, 4, 411, 420, 2014年10月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Visualization of ultrasound standing wave fields generated inside small chamber for study on adverse effect of ultrasound exposure on cells
Koki Sumiyoshi, Daiki Sekine, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu
Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering, 52, 343, O-344, Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering, 2014年08月17日, [査読有り]
日本語, 研究論文(学術雑誌) - Improvement of high-speed observation system for studies on dynamics of microbubbles beside rigid wall
Yasunobu Igarashi, Nobuki Kudo
Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering, 52, 335, O-336, Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering, 2014年08月17日, [査読有り]
日本語, 研究論文(学術雑誌) - Observation of antigen transduction to dendritic cells induced by ultrasound exposure with microbubbles
Ryo Takada, Nobuki Kudo, Ryo Suzuki
Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering, 52, 339, O-340, Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering, 2014年08月17日, [査読有り]
日本語, 研究論文(学術雑誌) - Observation of interaction between two microbubbles for improvement of sonoporation transduction efficiency
Yuya Kudo, Nobuki Kudo
Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering, 52, 347, O-348, Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering, 2014年08月17日, [査読有り]
日本語, 研究論文(学術雑誌) - Separate from essential meaning but still important: Space, colons and dashes
Nobuki Kudo
Journal of Medical Ultrasonics, 41, 2, 137, 138, Springer-Verlag Tokyo, 2014年04月01日, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - 画像差分シュリーレン装置を用いた故障プローブの音場可視化
関根 大輝, 西田 睦, 清水 孝一, 工藤 信樹
超音波医学, 41, 1, 56, 56, (公社)日本超音波医学会, 2014年01月
日本語 - Ultrasound image-guided therapy enhances antitumor effect of cisplatin.
Noboru Sasaki, Nobuki Kudo, Kensuke Nakamura, Sue Yee Lim, Masahiro Murakami, W R Bandula Kumara, Yu Tamura, Hiroshi Ohta, Masahiro Yamasaki, Mitsuyoshi Takiguchi
Journal of medical ultrasonics (2001), 41, 1, 11, 21, 2014年01月, [査読有り], [国内誌]
英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: The aim of this study was to clarify whether ultrasound image-guided cisplatin delivery with an intratumor microbubble injection enhances the antitumor effect in a xenograft mouse model. METHODS: Canine thyroid adenocarcinoma cells were used for all experiments. Before in vivo experiments, the cisplatin and microbubble concentration and ultrasound exposure time were optimized in vitro. For in vivo experiments, cells were implanted into the back of nude mice. Observed by a diagnostic ultrasound machine, a mixture of cisplatin and ultrasound contrast agent, Sonazoid, microbubbles was injected directly into tumors. The amount of injected cisplatin and microbubbles was 1 μg/tumor and 1.2 × 10(7) microbubbles/tumor, respectively, with a total injected volume of 20 μl. Using the same diagnostic machine, tumors were exposed to ultrasound for 15 s. The treatment was repeated four times. RESULTS: The combination of cisplatin, microbubbles, and ultrasound significantly delayed tumor growth as compared with no treatment (after 18 days, 157 ± 55 vs. 398 ± 49 mm(3), P = 0.049). Neither cisplatin alone nor the combination of cisplatin and ultrasound delayed tumor growth. The treatment did not decrease the body weight of mice. CONCLUSION: Ultrasound image-guided anticancer drug delivery may enhance the antitumor effects of drugs without obvious side effects. - Development of in vivo measurement system for temperature rise in animal tissue under exposure to ultrasound with acoustic radiation force
Naotaka Nitta, Nobuki Kudo, Tomoo Kamakura, Yasunao Ishiguro, Hideki Sasanuma, Nobuyuki Taniguchi, Iwaki Akiyama
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, 386, 389, 2013年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Basic Studies on Sonoporation with Size- and Position-Controlled Microbubbles Adjacent to Cells
Nobuki Kudo, Yuto Tanaka, Kazuaki Uchida
2013 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS), 53, 56, 2013年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Relation between cell membrane tension and repair of membrane damaged during sonoporation
Yuto Tanaka, Nobuki Kudo
IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS, 1777, 1780, 2013年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Transmission electron microscopy study on the effects of the ultrasound contrast agent Levovist on hepatic cells
Etsuo Takada, Nobuki Kudo, Nobuyuki Endoh, Hiroyuki Hachiya, Shin-ichi Takeuchi, Takenobu Tsuchiya, Michiya Natori
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 39, 3, 107, 113, 2012年07月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Prophylactic immunization with Bubble liposomes and ultrasound-treated dendritic cells provided a four-fold decrease in the frequency of melanoma lung metastasis
Yusuke Oda, Ryo Suzuki, Shota Otake, Norihito Nishiie, Keiichi Hirata, Risa Koshima, Tetsuya Nomura, Naoki Utoguchi, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Kazuo Maruyama
JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, 160, 2, 362, 366, 2012年06月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Prophylactic immunization with Bubble liposomes and ultrasound-treated dendritic cells provided a four-fold decrease in the frequency of melanoma lung metastasis
Yusuke Oda, Ryo Suzuki, Shota Otake, Norihito Nishiie, Keiichi Hirata, Risa Koshima, Tetsuya Nomura, Naoki Utoguchi, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Kazuo Maruyama
JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, 160, 2, 362, 366, 2012年06月
英語, 研究論文(学術雑誌) - ACTIVATION OF MICROBUBBLES BY SHORT-PULSED ULTRASOUND ENHANCES THE CYTOTOXIC EFFECT OF CIS-DIAMMINEDICHLOROPLATINUM (II) IN A CANINE THYROID ADENOCARCINOMA CELL LINE IN VITRO
Noboru Sasaki, Nobuki Kudo, Kensuke Nakamura, Sue Yee Lim, Masahiro Murakami, W. R. Bandula Kumara, Yu Tamura, Hiroshi Ohta, Masahiro Yamasaki, Mitsuyoshi Takiguchi
ULTRASOUND IN MEDICINE AND BIOLOGY, 38, 1, 109, 118, 2012年01月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Temperature Elevation of Biological Tissue Model Exposed by Focused Ultrasound with Acoustic Radiation Force
Naotaka Nitta, Nobuki Kudo, Iwaki Akiyama
NONLINEAR ACOUSTICS: STATE-OF-THE-ART AND PERSPECTIVES (ISNA 19), 1474, 264, 267, 2012年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - A study on sonoporation of cells cultured on a soft collagen gel scaffold
Nobuki Kudo, Yuto Kinoshita
12TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THERAPEUTIC ULTRASOUND, 1503, 61, 64, 2012年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Sonodynamic therapy using water-dispersed TiO2-polyethylene glycol compound on glioma cells: Comparison of cytotoxic mechanism with photodynamic therapy
Shigeru Yamaguchi, Hiroyuki Kobayashi, Takuhito Narita, Koki Kanehira, Shuji Sonezaki, Nobuki Kudo, Yoshinobu Kubota, Shunsuke Terasaka, Kiyohiro Houkin
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 18, 5, 1197, 1204, 2011年09月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Sonodynamic therapy using water-dispersed TiO2-polyethylene glycol compound on glioma cells: Comparison of cytotoxic mechanism with photodynamic therapy
Shigeru Yamaguchi, Hiroyuki Kobayashi, Takuhito Narita, Koki Kanehira, Shuji Sonezaki, Nobuki Kudo, Yoshinobu Kubota, Shunsuke Terasaka, Kiyohiro Houkin
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 18, 5, 1197, 1204, 2011年09月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Differential cytotoxicity and sonosensitization by sanazole: effect of cell type and acoustic parameters
Mariame A. Hassan, Yukihiro Furusawa, Qing-Li Zhao, Ichiro Takasaki, Loreto B. Feril, Katsuro Tachibana, Nobuki Kudo, Masami Minemura, Toshiro Sugiyama, Takashi Kondo
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 38, 2, 65, 72, 2011年04月
英語, 研究論文(学術雑誌) - 画像差分シュリーレン法による超音波音場の可視化
工藤 信樹, 清水 孝一
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 38, 1, 25, 26, 2011年
英語, 研究論文(学術雑誌) - Characterisation of gene delivery using liposomal bubbles and ultrasound
Risa Koshima, Ryo Suzuki, Yusuke Oda, Keiichi Hirata, Tetsuya Nomura, Yoichi Negishi, Naoki Utoguchi, Nobuki Kudo, Kazuo Maruyama
10TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THERAPEUTIC ULTRASOUND (ISTU 2010), 1359, 330, +, 2011年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - 肝腫瘤の超音波診断基準(案)
貴田岡 正史, 熊田 卓, 松田 康雄, 飯島 尋子, 小川 眞広, 工藤 信樹, 小原 和史, 紺野 啓, 高倉 玲奈, 西田 睦, 南 康範, 森 秀明, 山田 昌彦
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 37, 2, 157, 166, 2010年03月15日
日本語 - Modulation control over ultrasound-mediated gene delivery: Evaluating the importance of standing waves
Mariame A. Hassan, Mikhail A. Buldakov, Ryohei Ogawa, Qing-Li Zhao, Yukihiro Furusawa, Nobuki Kudo, Takashi Kondo, Peter Riesz
JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, 141, 1, 70, 76, 2010年01月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - A Mathematical Model for Analyses of Muscle Oxygenation Measurements Using NIR Spectroscopy
Khai Jun Kek, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
OXYGEN TRANSPORT TO TISSUE XXXI, 662, 199, 204, 2010年, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - A Mathematical Model for Analyses of Muscle Oxygenation Measurements Using NIR Spectroscopy
Khai Jun Kek, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
OXYGEN TRANSPORT TO TISSUE XXXI, 662, 199, 204, 2010年
英語, 研究論文(学術雑誌) - Modulation control over ultrasound-mediated gene delivery: Evaluating the importance of standing waves
Mariame A. Hassan, Mikhail A. Buldakov, Ryohei Ogawa, Qing-Li Zhao, Yukihiro Furusawa, Nobuki Kudo, Takashi Kondo, Peter Riesz
JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, 141, 1, 70, 76, 2010年01月
英語, 研究論文(学術雑誌) - A04 サナゾールによる超音波増感作用 : 細胞種と照射条件の影響(口頭発表)
アリ ハッサン マリアム, 古澤 之裕, Zhao Qing-Li, Takasaki Ichiro, Feril Loreto B., Tachibana Katsuro, Kudo Nobuki, Minemura Masami, Sugiyama Toshiro, 近藤 隆
ソノケミストリー討論会講演論文集, 19, 7, 8, 日本ソノケミストリー学会, 2010年
英語, The current study was undertaken to evaluate the effect of sanazole as a sonosensitizer at previously studied acoustic conditions of different pulse repetition frequencies using two cell lines representatives of solid tumors and hematopoietic cancers. Sanazole alone displayed selective cytotoxic effects towards solid tumor-derived cancer cells resulting in complete cell death after 24 hr treatment and enhanced the ultrasound-induced cell killing after 6 hr post-treatment. The enhancement seemed to be mediated by an additive increase in intracellular oxidative stress levels. Sanazole seems to be an efficient cytotoxic agent for the treatment of solid tumors and a promising sonosensitizer under aerobic conditions. - The Sonochemical and Biological Effects of Three Clinically-Used Contrast Agents
Mariame A. Hassan, Loreto B. Feril, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Takashi Kondo, Peter Riesz
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 49, 7, 2010年, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - High-intensity focused ultrasound induced apoptosis with caspase 3, 8, and 9/6 activation in rat hepatoma
Naoki Hirokawa, Kazumitsu Koito, Futoshi Okada, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto, Katsuhiko Fujimoto, Mutsumi Nishida, Takeshi Ichimura, Masakazu Hori, Taishi Satoh, Masato Hareyama
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 36, 4, 177, 185, 2009年12月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Low-intensity ultrasound adjuvant therapy: enhancement of doxorubicin-induced cytotoxicity and the acoustic mechanisms involved
Takashi Kondo, Toru Yoshida, Ryohei Ogawa, Mariame A. Hassan, Yukihiro Furusawa, Qing-Li Zhao, Akihiko Watanabe, Akihiro Morii, Loreto B. Feril, Katsuro Tachibana, Hiroshi Kitagawa, Yoshiaki Tabuchi, Ichiro Takasaki, Mohammad H. Shehata, Nobuki Kudo, Kazuhiro Tsukada
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 36, 2, 61, 68, 2009年06月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Sonoporation by Single-Shot Pulsed Ultrasound with Microbubbles Adjacent to Cells
Nobuki Kudo, Kengo Okada, Katsuyuki Yamamoto
BIOPHYSICAL JOURNAL, 96, 12, 4866, 4876, 2009年06月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Low-intensity ultrasound adjuvant therapy: enhancement of doxorubicin-induced cytotoxicity and the acoustic mechanisms involved
Takashi Kondo, Toru Yoshida, Ryohei Ogawa, Mariame A. Hassan, Yukihiro Furusawa, Qing-Li Zhao, Akihiko Watanabe, Akihiro Morii, Loreto B. Feril, Katsuro Tachibana, Hiroshi Kitagawa, Yoshiaki Tabuchi, Ichiro Takasaki, Mohammad H. Shehata, Nobuki Kudo, Kazuhiro Tsukada
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 36, 2, 61, 68, 2009年06月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Sonoporation by Single-Shot Pulsed Ultrasound with Microbubbles Adjacent to Cells
Nobuki Kudo, Kengo Okada, Katsuyuki Yamamoto
BIOPHYSICAL JOURNAL, 96, 12, 4866, 4876, 2009年06月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Threshold curves obtained under various gaseous conditions for free radical generation by burst ultrasound - Effects of dissolved gas, microbubbles and gas transport from the air
Kengo Okada, Nobuki Kudo, Mariame A. Hassan, Takashi Kondo, Katsuyuki Yamamoto
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 16, 4, 512, 518, 2009年04月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Threshold curves obtained under various gaseous conditions for free radical generation by burst ultrasound –Effects of dissolved gas, microbubbles and gas transport from the air–
OKADA Kengo, KUDO Nobuki, HASSAN Mariame A, KONDO Takashi, YAMAMOTO Katsuyuki
Ultrasonics Sonochemistry, 16, 4, 512, 518, 2009年04月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Evaluation and comparison of three novel microbubbles: Enhancement of ultrasound-induced cell death and free radicals production
Mariame A. Hassan, Loreto B. Feril, Kosho Suzuki, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Takashi Kondo
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 16, 3, 372, 378, 2009年03月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Influence of changing pulse repetition frequency on chemical and biological effects induced by low-intensity ultrasound in vitro
Mikhail A. Buldakov, Mariame A. Hassan, Qing-Li Zhao, Loreto B. Feril, Nobuki Kudo, Takashi Kondo, Nikolai V. Litvyakov, Mikhail A. Bolshakov, Vladislav V. Rostov, Nadejda V. Cherdyntseva, Peter Riesz
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 16, 3, 392, 397, 2009年03月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Influence of changing pulse repetition frequency on chemical and biological effects induced by low-intensity ultrasound in vitro
Mikhail A. Buldakov, Mariame A. Hassan, Qing-Li Zhao, Loreto B. Feril, Nobuki Kudo, Takashi Kondo, Nikolai V. Litvyakov, Mikhail A. Bolshakov, Vladislav V. Rostov, Nadejda V. Cherdyntseva, Peter Riesz
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 16, 3, 392, 397, 2009年03月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Evaluation and comparison of three novel microbubbles: Enhancement of ultrasound-induced cell death and free radicals production
Mariame A. Hassan, Loreto B. Feril, Kosho Suzuki, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Takashi Kondo
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 16, 3, 372, 378, 2009年03月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Contributions of mechanical and sonochemical effects to cell membrane damage induced by single-shot pulsed ultrasound with adjacent microbubbles
Kengo Okada, Nobuki Kudo, Takashi Kondo, Katsuyuki Yamamoto
JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 35, 4, 169, 176, 2008年12月
英語, 研究論文(学術雑誌) - 超音波の安全性について
工藤 信樹, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 35, 6, 623, 629, 2008年11月15日
日本語 - Optical imaging instrument for muscle oxygenation based on spatially resolved spectroscopy
Khai Jun Kek, Ryuta Kibe, Masatsugu Niwayama, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
OPTICS EXPRESS, 16, 22, 18173, 18187, 2008年10月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Optical imaging instrument for muscle oxygenation based on spatially resolved spectroscopy
Khai Jun Kek, Ryuta Kibe, Masatsugu Niwayama, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
OPTICS EXPRESS, 16, 22, 18173, 18187, 2008年10月
英語, 研究論文(学術雑誌) - 超音波による分子的治療, 遺伝子発現の変化, 遺伝子導入, アポトーシス誘導および薬剤活性化の機構
吉田 徹, 近藤 隆, 小川 良平, ZHAO QING-LI, HASSAN MARIAME A, 渡部 明彦, 高崎 一朗, 田渕 圭章, 庄司 美樹, 工藤 信樹, FERIL LORETO B. JR, 立花 克郎, BULDAKOV MIKHAIL A, 本田 昂, 塚田 一博, RIESZ PETER
日本ハイパーサーミア学会誌 = Japanese journal of hyperthermic oncology, 23, 3, 113, 122, Japanese Society for Thermal Medicine, 2007年09月20日
英語, がん治療における分子イメージング技術や分子標的治療法が注目されている. 超音波は診断のみならず, がん治療への応用も進んできており, さらに分子レベルでの生物作用の解明が必要とされる. 本稿では特に分子生物学的見地から超音波によるアポトーシス誘導, 遺伝子発現の変化および遺伝子導入について概説した. また, 抗がん剤であるドキソルビシンの増強作用についても触れた. これらの生物作用は高い強度の超音波照射で認められることはわかっていたが, 最近の研究で低強度のパルス波でも認められることが判明した. 低強度のパルス波でもキャビテーション発生が認められ, これによる機械的作用と生体膜との相互作用が分子レベルの生物作用を考える上で重要となる. そのため, キャビテーションの発生を促進する微小気泡や生体膜を修飾する手法が超音波を利用した治療に考慮されるべきである.
最近の研究の進歩により, 超音波により細胞内へ遺伝子導入ができること, 遺伝子制御された細胞死であるアポトーシスが誘導されること, 照射された細胞での遺伝子発現が変化することが明らかとなった. 機械的エネルギーの代表とも言える超音波が遺伝子の発現および制御にも大きく関わることがわかり, 今後の治療応用が期待される. - Biomolecular effects of low-intensity ultrasound: Apoptosis, sonotransfection, and gene expression
Loreto B. Feril, Takashi Kondo, Yoshiaki Tabuchi, Ryohei Ogawa, Qing-Li Zhao, Tetsuo Nozaki, Toru Yoshida, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS, 46, 7B, 4435, 4440, 2007年07月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Identification of genes responsive to low intensity pulsed ultrasound in a human leukemia cell line Molt-4
Yoshiaki Tabuchi, Hidetaka Ando, Ichiro Takasaki, Loreto B. Feril, Qing-Li Zhao, Ryohei Ogawa, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Takashi Kondo
CANCER LETTERS, 246, 1-2, 149, 156, 2007年02月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Identification of genes responsive to low intensity pulsed ultrasound in a human leukemia cell line Molt-4
Yoshiaki Tabuchi, Hidetaka Ando, Ichiro Takasaki, Loreto B. Feril, Qing-Li Zhao, Ryohei Ogawa, Nobuki Kudo, Katsuro Tachibana, Takashi Kondo
CANCER LETTERS, 246, 1-2, 149, 156, 2007年02月
英語, 研究論文(学術雑誌) - S2-4 Dynamics of microbubbles observed using a high-speed camera(Symposium (2) Cavitation, Sonoluminescence, and Bubble Dynamic)
Kudo Nobuki, Yamamoto Katsuyuki
ソノケミストリー討論会講演論文集, 2007, 41, 41, 日本ソノケミストリー学会, 2007年
英語 - S3-3 Molecular bioeffects of low intensity ultrasound : apoptosis and gene expression(Symposium (3) Biomedical Application)
Kondo Takashi, Tabuchi Yoshiaki, Takasaki Ichiro, Feril Loreto B. Jr., Tachibana Katsuro, Kudo Nobuki, Zhao Qing-Li, Ogawa Ryohei
ソノケミストリー討論会講演論文集, 2007, 48, 48, 日本ソノケミストリー学会, 2007年
英語 - Functional imaging of muscle oxygenation and oxygen consumption in the knee extensor muscles during isometric contractions by spatially resolved near-infrared spectroscopy
Khai Jun Kek, Takahiro Miyakawa, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE, 6434, 2007年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Functional imaging of muscle oxygenation and oxygen consumption in the knee extensor muscles during isometric contractions by spatially resolved near-infrared spectroscopy
Khai Jun Kek, Takahiro Miyakawa, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto
OPTICAL TOMOGRAPHY AND SPECTROSCOPY OF TISSUE VII, 6434, 2007年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Comparison between sonodynamic effect and photodynamic effect with photo sensitizers on free radical formation and cell killing
Wakako Hiraoka, Hidemi Honda, Loreto B. Feril, Nobuki Kudo, Takashi Kondo
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 13, 6, 535, 542, 2006年09月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - 光学的高速度観測による超音波造影剤気泡のシェル特性の評価(医用応用,超音波キャビテーションの科学と応用論文特集)
工藤 信樹, 平尾 紀文, 岡田 健吾, 山本 克之
電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界, 89, 9, 746, 753, 一般社団法人電子情報通信学会, 2006年09月01日
日本語, 超音波造影法では,造影剤の種類によって最適な造影効果を得るための超音波照射条件が異なることが知られている.このような特徴は,造影剤の微小気泡を包むシェルの力学的な特性に強く影響されると考えられている.そこで本論文では,音圧振幅が異なる超音波パルス列を一つの微小気泡に連続的に照射し,気泡の振舞いを高速度撮影することによりシェル特性を可視化する手法について検討した.更に,これを実現するシステムを開発して2種類の造影剤気泡の高速度観察を行い,本手法によりシェルの力学的特性の違いが可視化できることを確認した.また,広帯域超音波パルスを用いて微小気泡懸濁液の消失係数の音圧依存性を測定し,高速度カメラで可視化されたシェル特性の違いが音響計測でも確認できることを確認した.これらの評価によって明らかにされた各造影剤気泡の特徴は,臨床で報告されている特徴と一致しており,開発したシェル特性評価手法の有用性が確認された. - Comparison between sonodynamic effect and photodynamic effect with photo sensitizers on free radical formation and cell killing
Wakako Hiraoka, Hidemi Honda, Loreto B. Feril, Nobuki Kudo, Takashi Kondo
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, 13, 6, 535, 542, 2006年09月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Confirmation of enhanced expression of heme oxygenase-1 gene induced by ultrasound and its mechanism: analysis by cDNA microarray system, real-time quantitative PCR, and Western blotting.
Go Kagiya, Yoshiaki Tabuchi, Loreto B Feril Jr, Ryohei Ogawa, Qing-Li Zhao, Nobuki Kudo, Wakako Hiraoka, Katsuro Tachibana, Shin-Ichiro Umemura, Takashi Kondo
Journal of medical ultrasonics (2001), 33, 1, 3, 10, 2006年03月, [国内誌]
英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: The present study was undertaken to reconfirm heme oxygenase-1 (HO-1) induction by ultrasound, and elucidate the mechanism by which this occurs. METHODS: After exposure of human lymphoma U937 cells to 1 MHz continuous ultrasound (US), gene profiling by using cDNA microarray analysis, cell viability by using the trypan blue dye exclusion test, mRNA expression by using real-time quantitative polymerase chain reaction, and protein expression by using Western blotting were examined. As an indicator of cavitation, hydroxyl radical formation was studied by using electron paramagnetic resonance-spin trapping. RESULTS: The cDNA microarray analysis reconfirmed HO-1 induction in human lymphoma U937 cells after exposure to US, and further identified one upregulated and two downregulated genes. When U937 cells were exposed to US for 1 min, HO-1 induction, as examined by real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blotting, was observed at intensities higher than the cavitational threshold. When a potent antioxidant, N-acetyl-L-cysteine, was added to the culture medium before or after sonication, the induction was attenuated, indicating that reactive oxygen species are involved in HO-1 induction. A decrease in mitochondrial membrane potential and generation of superoxide anion radicals were also observed in the cells exposed to US. CONCLUSION: We used a cDNA microarray system to confirm upregulation of the HO-1 gene and to discover new genes that respond to ultrasonic cavitation. Increased intracellular oxidative stress secondary to the sonomechanical effects arising from ultrasonic cavitation is suggested to be the mechanism of enhancement of HO-1 expression. - 光学的高速度観測による超音波造影剤気泡のシェル特性の評価
電子情報通信学会和文誌, J89-A, 9, 746, 753, 2006年 - Simple Schlieren system for visualization of a HIFU sound field
Nobuki Kudo, Hideki Miyashita, Katsuyuki Yamamoto
THERAPEUTIC ULTRASOUND, 829, 829, 614, +, 2006年
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - S1 高速度撮影で探るキャビテーション気泡のダイナミクス(特別講演1)
工藤 信樹
ソノケミストリー討論会講演論文集, 15, 9, 10, 日本ソノケミストリー学会, 2006年
日本語, Single bubble sonoluminescence was discovered in 1989, and the following studies on this phenomenon greatly contributed to elucidate the mechanisms of cavitation phenomena. However, several important problems of the phenomenon are still under investigation. Non-spherical behavior of a single or multi bubbles is one of the unsettled problem. As part of our studies on the safety of diagnostic ultrasound using an ultrasound contrast agent, dynamics of microbubbles of several microns in diameter have been studied using high-speed photography method. This paper introduces our observation system and a collection of high-speed photos especially focusing on non-spherical bubble behavior. - Simulation of exercise-dependent difference in metabolism with a mathematical model for analyses of measurements using near-infrared spectroscopy
K. J. Kek, T. Miyakawa, S. Yoneyama, N. Kudo, K. Yamamoto
Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology - Proceedings, 5101, 5104, 2006年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - パルス超音波による微小気泡存在下での sonoporation に関する基礎的検討
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, 5, 461, 470, 2005年09月15日
日本語 - パルス超音波による微小気泡存在下での sonoporation に関する基礎的検討
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, 5, 461, 470, 2005年09月15日
日本語 - 微小気泡存在下におけるパルス超音波を用いたソノポレーション(<特集解説>超音波の治療への応用(音響化学療法))
工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 43, 2, 231, 237, 社団法人日本生体医工学会, 2005年06月10日
日本語 - A basic study on sonoporation with microbubbles exposed to pulsed ultrasound
Kengo Okada, Nobuki Kudo, Koichi Niwa, Katsuyuki Yamamoto
Journal of Medical Ultrasonics, 32, 1, 3, 11, 2005年03月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Novel quantitative assessment of myocardial perfusion by harmonic power Doppler imaging during myocardial contrast echocardiography
S Yamada, K Komuro, T Mikami, N Kudo, H Onozuka, K Goto, S Fujii, K Yamamoto, A Kitabatake
HEART, 91, 2, 183, 188, 2005年02月
英語, 研究論文(学術雑誌) - パルス超音波による微小気泡存在下でのsonoporationに関する基礎的検討
超音波医学, 32, 461, 470, 2005年 - Influence of contrast ultrasonography with perflutren lipid microspheres on microvessel injury
N Kobayashi, T Yasu, S Yamada, N Kudo, M Kuroki, K Miyatake, M Kawakami, M Saito
CIRCULATION JOURNAL, 67, 7, 630, 636, 2003年07月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Enhancement of ultrasound-induced apoptosis and cell lysis by echo-contrast agents
Loreto B. Feril Jr., Takashi Kondo, Qing-Li Zhao, Ryohei Ogawa, Katsuro Tachibana, Nobuki Kudo, Shinichi Fujimoto, Shinobu Nakamura
Ultrasound in Medicine and Biology, 29, 2, 331, 337, Elsevier Inc., 2003年02月01日, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌) - Endothelial cell injury in venule and capillary induced by contrast ultrasonography
N Kobayashi, T Yasu, S Yamada, N Kudo, M Kuroki, M Kawakami, K Miyatake, M Saito
ULTRASOUND IN MEDICINE AND BIOLOGY, 28, 7, 949, 956, 2002年07月
英語, 研究論文(学術雑誌) - A 200-channel imaging system of muscle oxygenation using CW near-infrared spectroscopy
M Niwayama, K Yamamoto, D Kohata, K Hirai, N Kudo, T Hamaoka, R Kime, T Katsumura
IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS, E85D, 1, 115, 123, 2002年01月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Examination of cavitation-induced surface erosion pitting of a mechanical heart valve using closing velocities
H. Lee, K. Yamamoto, N. Kudo, T. Shimooka, Y. Mitamura, T. Yuhta
Journal of Artificial Organs, 5, 3, 193, 199, 2002年
英語, 研究論文(学術雑誌) - Theoretical and experimental studies on linear and nonlinear algorithms for the measurement of muscle oxygenation using continuous-wave near-infrared spectroscopy
J Shao, L Lin, M Niwayama, N Kudo, K Yamamoto
OPTICAL ENGINEERING, 40, 10, 2293, 2301, 2001年10月
英語, 研究論文(学術雑誌) - 超音波照射下における微小気泡のふるまいの高速度カメラによる観察
電子情報通信学会論文誌A, J84-A, 1492, 1499, 2001年 - 超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討 ‐スペックルパターンの変動を利用した変調光の検出‐
電子情報通信学会論文誌A, J84-A, 2293, 2301, 2001年 - Quantitative measurement of muscle hemoglobin oxygenation using near-infrared spectroscopy with correction for the influence of a subcutaneous fat layer
M Niwayama, L Lin, J Shao, N Kudo, K Yamamoto
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 71, 12, 4571, 4575, 2000年12月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Influence of a fat on muscle oxygenation measurement using near-IR spectroscopy: quantitative analysis based on two-layered phantom experiments and Monte Carlo simulation.
L. Lin, M. Niwayama, T. Shiga, N. Kudo, M. Takahashi, K. Yamamoto
Frontiers of medical and biological engineering : the international journal of the Japan Society of Medical Electronics and Biological Engineering, 10, 1, 43, 58, 2000年
英語, 研究論文(学術雑誌) - NIRSによる筋組織酸素計測における脂肪層の影響補正 ‐ 31P-NMRお よびPETによる筋酸素消費量との比較‐
セラピューティックリサーチ, 21, 6, 1520, 1523, 2000年 - Influence of a fat layer on muscle oxygenation measurement using near-IR spectroscopy: quantitative analysis based on two-layered phantom experiments and Monte Carlo simulation
Frontiers Med. Biol. Eng., 10, 43, 58, 2000年 - 機械弁の表面壊食に及ぼすコンプライアンスの影響に関する検討
李 桓成, 工藤 信樹, 下岡 聡行, 三田村 好矩, 山本 克之
人工臓器, 28, 2, 436, 441, JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS, 1999年04月15日
日本語, 1980年代に動物やヒトに埋植された人工弁に壊食ピットが発見されて以来, その原因としてキャビテーションが注目されている.我々は人工弁の加速耐久試験を行い, 弁付近の管壁のコンプライアンスが大きくなるとキャビテーションによる壊食ピット数やピットの直径が増加することを示してきた. 本研究では, 自然心に近い圧力条件で剛体ホルダーとコンプライアンス付加ホルダーを用いてディスクの閉鎖運動および弁近傍の圧力変化を計測した. 計測の結果, コンプライアンス付加ホルダーでは, 剛体ホルダーよりも弁近傍の負圧のピークは小さいが, その持続時間は長くなっていた. 剛体ホルダーでは閉鎖直前の速度が速くなり, 表面壊食も増加することがわかった. 閉鎖直前のディスクの速度は表面壊食に大きな影響を与えると考えられる. - Correction of the influences of a subcutaneous fat layer and skin in a near-infrared muscle oximeter
M. Niwayama, T. Shiga, L. Lin, N. Kudo, M. Takahashi, K. Yamamoto
Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology - Proceedings, 4, 1849, 1850, IEEE, 1998年
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - 超音波RFエコー解析による頸動脈壁厚計測に関する検討
超音波医学, 25, 155, 166, 1998年 - Basic study on the ultrasound attenuation of fibrous biological tissue in the frequency range of 10-40 MHz
N Kudo, M Yoshida, K Yamamoto, T Mikami, A Kitabatake, Y Ito
1998 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM - PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1479, 1482, 1998年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Correction of the influences of a subcutaneous fat layer and skin in a near-infrared muscle oximeter
M Niwayama, T Shiga, L Lin, N Kudo, M Takahashi, K Yamamoto
PROCEEDINGS OF THE 20TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY, VOL 20, PTS 1-6, 20, 1849, 1850, 1998年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス) - Study on the measurement of shock wave pressure distribution of extracorporeal shock wave lithotripter using pressure sensitive paper −Practical usefulness and limitations−
M OYANAGI, N KUDO, Y YANAGIDA, N IWAMA, K OKAZAKI
Jpn. J. Appl. Phys, 33, 5B, 3155, 3158, 1994年05月
英語, 研究論文(学術雑誌) - Development of the robust hydrophone for extracorporeal shock wave lithotripters
Jpn. J. Endourology and ESWL, 7, 2, 153, 158, 1994年 - Fundamental Study on transcutaneous biotelemetry using diffused light
KUDO N.
Frontiers of Medical and Biological Engineering, 1, 1, 19, 28, 1988年 - 間接伝搬光によるバイオテレメトリ
Nobuki Kudo, Koichi Shimizu, Goro Matsumoto
医用電子と生体工学, 25, 2, 91, 98, 1987年
英語, 研究論文(学術雑誌) - Optical biotelemetry using indirect light transmission
Biotelemetry IX, 55, 58, 1987年
その他活動・業績
- 超音波で生体の壁を超える 超音波と気泡を併用する膀胱内注入療法の犬における安全性検討
佐々木 東, 青柳 貞一郎, 池中 良徳, 工藤 信樹, 中村 健介, 滝口 満喜, 超音波医学, 48, Suppl., S195, S195, 2021年04月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - マイクロバブルの繰り返し投与における血流造影への影響に関する基礎的検討
鈴木亮, 島忠光, 丸山保, 小俣大樹, 宗像理紗, 工藤信樹, 丸山一雄, 超音波医学 Supplement, 48, 2021年 - 超音波と気泡を併用する膀胱内注入療法の犬における安全性検討
佐々木東, 青柳貞一郎, 池中良徳, 工藤信樹, 中村健介, 滝口満喜, 超音波医学 Supplement, 48, 2021年 - 低強度パルス超音波照射による毛髪細胞刺激
佐々木 東, 工藤 信樹, 大田 寛, 滝口 満喜, 超音波医学, 46, Suppl., S579, S579, 2019年04月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 気泡のふるまいと血管の相互作用観察のための毛細血管モデルの開発
今井慎司, UNGA Johan, 鈴木亮, 丸山一雄, 工藤信樹, 超音波医学, 46, Supplement (CD-ROM), 2019年 - 低強度パルス超音波による神経軸索の伸展制御の試み
佐々木 東, 工藤 信樹, 大田 寛, 滝口 満喜, 超音波医学, 45, Suppl., S575, S575, 2018年04月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - ソノポレーションを用いた膀胱内注入療法の開発 (特集 進化する超音波治療技術の最前線(1))
佐々木 東, 工藤 信樹, 中山 翔太, 滝口 満喜, 超音波techno, 29, 4, 27, 30, 2017年07月
日本工業出版, 日本語 - 毛包を構成する細胞に対する低強度超音波刺激
佐々木東, 工藤信樹, 森下啓太郎, 大田寛, 滝口満喜, 日本超音波医学会光超音波画像研究会プログラム・抄録集, 2017, 2nd, 66‐67, 2017年
日本語 - Fundamental study for scattering suppression in biological tissue using digital phase-conjugate light with intensity modulation
Sogo Toda, Yuji Kato, Nobuki Kudo, Koichi Shimizu, Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 10251, 2017年01月01日
英語 - 超音波による細胞周期変動を利用した増感放射線療法の可能性
藤沢 眞代, 佐々木 東, 安井 博宣, 工藤 信樹, 滝口 満喜, 超音波医学, 43, 5, 679, 679, 2016年09月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 膀胱癌を模した3次元培養系でのシスプラチンデリバリー
佐々木 東, 工藤 信樹, 滝口 満喜, 超音波医学, 43, 5, 679, 679, 2016年09月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - シスプララチンデリバリーの効果が及ぶ距離
佐々木 東, 工藤 信樹, 中村 健介, 森下 啓太郎, 大田 寛, 滝口 満喜, 超音波医学, 43, Suppl., S544, S544, 2016年04月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 樹状細胞への抗原導入におけるソノポレーションの有効性に関する基礎的研究 (MEとバイオサイバネティックス)
髙田 亮, 小田 雄介, 鈴木 亮, 工藤 信樹, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 115, 513, 33, 38, 2016年03月22日
電子情報通信学会, 日本語 - 1J2-2 正面と側方からの細胞-気泡間相互作用の高速度観察
五十嵐 康信, 工藤 信樹, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 36, "1J2, 2-1"-"1J2-2-2", 2015年11月05日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 英語 - 画像差分シュリーレン法を用いた小型容器内の治療用超音波音場の可視化 (MEとバイオサイバネティックス)
住吉 洸城, 工藤 信樹, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 115, 116, 1, 6, 2015年06月26日
電子情報通信学会, 日本語 - ソノポレーションにおける導入効率向上法検討のための微小培養ウェルの開発と評価 (MEとバイオサイバネティックス)
白幡 陽, 繁富(栗林) 香織, 工藤 信樹, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 114, 514, 19, 23, 2015年03月16日
これまで我々は,微小気泡が接着した細胞にパルス超音波を照射することによって膜損傷を生じさせ,細胞内に薬物を導入するソノポレーション技術に関し検討を行なってきた.その研究の過程で,細胞膜の張力が膜修復に影響を与える可能性が見出された.そこで,本研究では細胞膜の張力制御を細胞の伸展状態を制御することによって実現することを考え,数個から数十個の単位で細胞培養が可能な微小培養ウェルの開発を行った.ウェルは厚膜フォトレジストSU-8により作製した.ウェル径は15〜200μm,深さは40μmとし,1週間程度の培養が可能であることを確認した.また,開発したウェルを用いて実際に培養を行ない,ウェル内の細胞数により細胞伸展の程度を2倍程度制御できることを確認した.このことから本培養ウェルは生体内を想定したソノポレーション検討に有用と考えられる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 悪性神経膠腫細胞株に対するポルフィリン誘導体を用いた音響力学療法
遠藤将吾, 工藤信樹, 山口秀, 住吉洸城, 茂木洋晃, 金子貞洋, 小林浩之, 寺坂俊介, 寳金清博, 日本超音波医学会光超音波画像研究会プログラム・抄録集, 2015, 2nd, 25, 26, 2015年
日本語 - 3PL 光学的手法による超音波音場の可視化(招待講演III)
工藤 信樹, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 35, 397, 398, 2014年12月03日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 英語 - 画像差分シュリーレン装置の改良と超音波診断装置音場の可視化 (MEとバイオサイバネティックス)
関根 大輝, 工藤 信樹, 清水 孝一, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 113, 103, 39, 44, 2013年06月21日
我々は,超音波音場計測の新たな手法として画像差分シュリーレン法を提案し,その有用性を検討してきた.本手法では,超音波照射有無の2条件で撮影したシャドウグラフを計算機上で処理することにより,シュリーレン法と類似の画像を取得する.本報告では,提案手法を超音波診断装置に応用するために装置を改良し,可視化を行なった結果について述べる.本手法では,超音波の瞬時音場を可視化するために超音波の照射と同期したストロボ撮影を行なっており,同期信号が必要となる.臨床用の診断装置ではこのような信号を得ることが難しいため,これまでは診断装置を改造して同期信号を取得していた.今回,可視化装置に音圧測定素子を組み込み,この信号を同期信号として用いることとした.改良装置を用いて超音波診断装置のパルス音場を可視化した.その結果,近距離から焦点まで広範囲の音場が可視化でき,超音波診断装置のモードの違いによる音場の変化も明確に捉えられた.さらに,可視化像の輝度と音圧,パルス平均強度との間には相関が見られたことから,本システムは超音波診断用プローブの経年劣化や故障の検出,さらには超音波出力の評価にも有用と考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - パルス超音波を用いたソノポレーションにおける薬物付着型微小気泡の有用性に関する基礎的検討
吉松幸里, 工藤信樹, 鈴木亮, 丸山一雄, 超音波医学, 40, 2, 230, 2013年03月15日
日本語 - 2P5-10 画像差分シュリーレン法を用いた小型容器内の治療用超音波音場の可視化(ポスターセッション)
小原 浩貴, 工藤 信樹, 清水 孝一, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 33, 249, 250, 2012年11月13日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 英語 - 蛍光物質付着型バブルリポソームを用いたsonoporationの検討
吉松幸里, 工藤信樹, 鈴木亮, 丸山一雄, 日本DDS学会学術集会プログラム予稿集, 28th, 143, 2012年06月05日
日本語 - 肝腫瘤の超音波診断基準
熊田 卓, 松田 康雄, 飯島 尋子, 小川 眞広, 工藤 信樹, 小原 和史, 紺野 啓, 高倉 玲奈, 西田 睦, 南 康範, 森 秀明, 山田 昌彦, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 39, 3, 317, 326, 2012年05月15日
日本語 - パルス超音波を用いたソノポレーションの実現に向けたいくつかの基礎的検討
工藤信樹, 佐々木東, 滝口満喜, 超音波医学, 39, Suppl., S174, S174, 2012年04月15日
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 超音波遺伝子導入におよぼすバブルリポソームの構成脂質の影響
宇留賀仁史, 鈴木亮, 小田雄介, 工藤信樹, 根岸洋一, 平田圭一, 野村鉄也, 宇都口直樹, 丸山一雄, 日本薬学会年会要旨集, 132nd, 4, 321, 2012年03月05日
日本語 - 超音波診断装置および超音波造影剤による抗がん剤の抗腫瘍効果の増強
佐々木東, 中村健介, 工藤信樹, 滝口満喜, 超音波医学, 38, 6, 674, 674, 2011年11月15日
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 画像差分シュリーレン法による治療用超音波音場の可視化 : シャーレ内の定在波音場の可視化(医用超音波,アコースティックイメージング,一般)
小原 浩貴, 工藤 信樹, 清水 孝一, 電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波, 111, 88, 31, 35, 2011年06月16日
現在,超音波の治療応用として,通常は細胞内に入らない薬物や遺伝子を超音波照射によって細胞内に取り込ませるsonoporationが注目されている.培養細胞にsonoporationを行う際には,細胞と微小気泡を懸濁した培養液をシャーレに入れ,下方から連続超音波を照射する方法が多く用いられている.この際,シャーレ内部では様々な反射によって定在波が発生し,内部の超音波音場は非常に複雑になる.そこで本報告では,我々が提案する画像差分シュリーレン法を用いてシャーレのような小さな容器内の複雑な音場を可視化した結果について述べる.この手法は,簡易な光学系で超音波の瞬時音場を可視化できる点で従来の方法よりも優れている.実験の結果,定在波音場像の輝度が進行波に比べて約2倍増加すること,また壁面の近傍では輝度の低下が生じることが示された.さらに,超音波の照射圧によって生じる水面の波立ちにより,定在波の腹の位置における振幅が大きく変化することが確認された.可視化画像の輝度と超音波圧力の関係には比較的良い線形性が確認されたことから,画像差分シュリーレン法は小容器内の複雑な音場の定量化に有用と考えられる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 光ピンセットを用いた超音波造影剤微小気泡の位置制御装置の開発
奥山 学, 工藤 信樹, 清水 孝一, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 111, 84, 7, 12, 2011年06月10日
超音波を照射することにより一時的に細胞膜の透過性を向上させるソノポレーションが注目されている.我々は,微小気泡が細胞に付着した状態で超音波を照射すると,一般的にはソノポレーションに用いられない短いパルス超音波でもソノポレーションが起きることを世界に先駆けて見いだし,ソノポレーションにおいて気泡が果たす役割について検討を行っている.微小気泡が細胞に与える作用と機序を明らかにするためには,気泡の大きさや細胞に付着する部位を制御して実験を行う必要がある.しかし,直径数ミクロンの微小気泡の位置を制御することは難しく,これまで十分な検討を行うことができなかった.そこで本研究では,気泡を光ビームで捕捉する光ピンセット装置の開発を行った.周囲の水よりも屈折率が小さな気泡を捕捉するため,空間位相変調器で作成したホログラムを用いてドーナツ形状の光ビーム(ラゲールガウシアンビーム)を発生した.その結果,光パワー1Wのとき半径2.5μmの気泡に対しておよそ20 pNの捕捉力が得られ,現在ソノポレーション研究に広く用いられている半径0.5-2.5μmの気泡位置の制御が十分可能であることを確認した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - パルス超音波と微小気泡によるシスプラチンの抗腫瘍効果増強の基礎的知見
佐々木東, 中村健介, 村上正紘, 大田寛, 山崎真大, 工藤信樹, 滝口満喜, 超音波医学, 38, 3, 338, 338, 2011年05月15日
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 診断用超音波とマイクロバブルによるドラッグデリバリーのin vitroでの最適化
佐々木東, 中村健介, 村上正紘, KUMARA Badula, 大田寛, 山崎真大, 工藤信樹, 滝口満喜, 超音波医学, 38, Suppl., S316, S316, 2011年04月15日
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - 経鼻栄養チューブ先端位置の磁気的検出法に関する検討
李 〓, 工藤 信樹, 清水 孝一, 栗城 眞也, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 2011, 1, 71, 76, 2011年01月27日
日本語 - 経鼻栄養チューブ先端位置の磁気的検出法に関する検討
李 〓, 工藤 信樹, 清水 孝一, 栗城 眞也, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 110, 399, 71, 76, 2011年01月20日
経口摂取が難しい患者に使われる経鼻栄養チューブの先端位置を常に無侵襲計測することを目指し,磁気的検出法を考案した.これを実現するため,励磁コイルと差動型磁気検出コイルより成る交流帯磁率計測システムを設計した.実用感度を得るため,体内の特定深さで励起磁界を最大化するコイルの設計法を新たに考案した.実験をとおし,コイル設計法の有効性を実証した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - An Experimental Model Using Cultured Cardiac Myocytes for a Study of the Generation of Premature Ventricular Contractions Under Ultrasound Exposure
Nobuki Kudo, Masaya Yamamoto, 10TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THERAPEUTIC ULTRASOUND (ISTU 2010), 1359, 318, 321, 2011年
英語 - 微小気泡存在下での診断用超音波照射によるシスプラチンの抗腫瘍効果増強の検討
佐々木東, 中村健介, 村上正紘, BANDULA Kumara, 田村悠, 大田寛, 山崎真大, 工藤信樹, 滝口満喜, 日本獣医学会学術集会講演要旨集, 150th, 297, 297, 2010年09月01日
(公社)日本獣医学会, 日本語 - 超音波透過計測による超音波造影剤用微小気泡の動特性評価
工藤 信樹, 清水 孝一, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 110, 111, 13, 16, 2010年06月23日
直径1ミクロン程度の微小気泡を血管内に注射し,超音波診断の造影剤や,超音波治療の効果促進剤として用いる研究が盛んに行われている.我々は,このような用途に用いる微小気泡の超音波照射下におけるダイナミクスに関して検討を行ってきた.本報告では,膜の材質が異なる5種類の微小気泡を作成し,その安定性について検討を行った結果を報告する.気泡の材料となるリポソームには,ゲル相と液晶層の相転移温度が-22℃から+55℃の範囲に存在する5種類のリン脂質(DOPC,POPC,DMPC,DPPC,DSPC)を用い,これらを用いて作成した気泡の静的および動的な安定性を調べた.静的な安定性は気泡懸濁液の濁度を観察することにより評価し,動的な安定性は音圧に応じて変化する気泡懸濁液の超音波透過率を測定することにより評価した.その結果,両安定性とも気泡懸濁液の温度に強く依存することが確認され,気泡のシェルを構成する脂質膜の相が気泡の安定性に大きな影響を与えることが示された.ゲル相にあるシェルを持つ気泡は超音波の照射下でも比較的壊れにくい傾向があったことから,比較的流動性が低いゲル相のリン脂質膜でも,気泡の膨張・収縮によって分断された後に速やかに修復されるものと考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - パルス超音波とターゲティング気泡を用いた標的治療の可能性について
工藤信樹, 八木智史, 萩沢康介, 鈴木亮, 丸山一雄, 山本克之, 超音波医学, 37, 3, 368, 2010年05月15日
日本語 - 超音波診断装置と微小気泡によるシスプラチンの抗腫瘍効果の増強
佐々木東, 中村健介, 村上正紘, KUMARA Bandula, 大田寛, 山崎真大, 工藤信樹, 滝口満喜, 超音波医学, 37, Suppl., S322, S322, 2010年04月15日
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - パルス超音波を用いたsonoporationにおける気泡径と膜損傷の関連=電子顕微鏡を用いた検討=
八木智史, 工藤信樹, 鈴木亮, 丸山一雄, 超音波医学, 37, 1, 45, 2010年01月15日
日本語 - Electronic journals and reprint requests
Nobuki Kudo, JOURNAL OF MEDICAL ULTRASONICS, 37, 1, 1, 2, 2010年01月
英語, その他 - Microscopic visualization of high-frequency ultrasound fields using a newmethod of Schlieren photography
Nobuki Kudo, Yoshiaki Sanbonmatsu, Koichi Shimizu, Proceedings - IEEE Ultrasonics Symposium, 829, 832, 2010年
英語 - バブルリポソームとパルス超音波を用いたソノポレーションに関する電子顕微鏡的検討
八木智史, 岡田健吾, 工藤信樹, 萩沢康介, 鈴木亮, 丸山一雄, 山本克之, 超音波医学, 36, S315, 2009年04月15日
日本語 - ターゲティング機能を有するバブルリポソームの細胞接着能の評価に関する検討
八木智史, 岡田健吾, 工藤信樹, 萩沢康介, 鈴木亮, 丸山一雄, 山本克之, 超音波医学, 36, 1, 67, 68, 2009年01月15日
日本語 - Effects of phase transition of a lipid bilayer on dynamics of bubble liposomes
Nobuki Kudo, Katsuji Sakaguchi, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Proceedings - IEEE Ultrasonics Symposium, 1255, 1258, 2009年
英語 - 3P6-20 液体中の含有気体が超音波照射下のフリーラジカル発生閾値におよぼす影響(ポスターセッション)
岡田 健吾, 工藤 信樹, ハッサン マリアム アリ, 近藤 隆, 山本 克之, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 29, 29, 419, 420, 2008年11月11日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 英語 - 簡易型シュリーレン法を用いた超音波診断装置の音場可視化
鈴木 良輔, 工藤 信樹, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 35, S280, 2008年04月15日
日本語 - Sonoporation における細胞膜修復のメカニズムとCa^<2+>の影響に関する検討
工藤 信樹, 渡辺 大士, 後藤 慎吾, 岡田 健吾, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 35, S289, 2008年04月15日
日本語 - 簡易型シュリーレン法を用いた強力超音波音場の可視化
工藤 信樹, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 35, S181, 2008年04月15日
日本語 - 音圧依存性超音波減衰の計測によるバブルリポソームの特性評価―シェル材質の影響―
坂口克至, 工藤信樹, 鈴木亮, 丸山一雄, 山本克之, 超音波医学, 35, S555, 2008年04月15日
The Japan Society of Ultrasonics in Medicine, 日本語 - Characterization of bubble liposomes by measurements of ultrasound attenuation –effects of shell materials–
Katsuji Sakaguchi, Nobuki Kudo, Katsuyuki Yamamoto, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, 2008 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings, 1675, 1678, 2008年
英語 - PRESSURE-DEPENDENT ATTENUATION OF ULTRASOUND CONTRAST AGENTS
N. Kudo, N. Hirao, K. Okada, K. Yamamoto, ACOUSTICAL IMAGING, VOL 29, 29, 107, +, 2008年
英語 - 筋組織の光後方散乱特性を模擬したプラスチックファントムの開発と近赤外分光法への応用
木部 龍太, 郭 凱俊, 工藤 信樹, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 2007, 36, 13, 16, 2007年06月29日
われわれは,近赤外分光法(NIRS)の手法の一つである,空間分解法(spatially resolved spectroscopy, SRS)を用いた筋組織酸素濃度のイメージング装置の開発を行っており,その計測精度の検証には赤血球を使った液体ファントムを用いてきた.しかしその特性は不安定で,再現性に乏しいため十分な検証ができていなかった.そこで本研究では,計測誤差に関する安定な評価基準の実現を目標として,筋組織の光後方散乱特性を模擬したプラスチックファントムの作製を行った.透明プラスチックを主剤として,生体組織の吸収と散乱を,加える吸収体と散乱体の濃度で調整してファントムを作製したところ,時間分解法(time-resolved spectroscopy, TRS)で計測した吸収および等価散乱係数は,筋組織ファントムでμ_a=0.019-0.047 mm^<-1>, μ'_s=0.53-0.68 mm^<-1>,脂肪組織ファントムでμ_a=0.0002-0.0052 mm^<-1>,μ'_s=0.83-1.05 mm^<-1>となり,実際の組織の光学特性とほぼ一致した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 民生用ディジタルカメラを用いた簡易型シュリーレンシステムの実用性に関する検討
鈴木 良輔, SOSEKHA Ly, 工藤 信樹, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 2007, 36, 17, 20, 2007年06月29日
これまで,我々は超音波診断で用いられるパルス超音波の音場を可視化する手法として,複雑な光学系を用いずに従来のシュリーレン法とほぼ等価な画像を取得できる新しい音場可視化手法を提案し,その有用性の検討を行ってきた.本報告では,撮像装置を民生用ディジタルカメラで,光源を低価格な高出力レーザダイオードで代用した新システムを構築し,その性能を検討した結果について述べる.超音波診断装置のプローブのパルス超音波音場を可視化した結果,従来のシステムと遜色ない画像を得られることが確認されたことから,医療の現場でプローブの性能を評価できる簡便な装置を実現する見通しを得た., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 筋組織の光後方散乱特性を模擬したプラスチックファントムの開発と近赤外分光法への応用(生体医工学一般)
木部 龍太, 郭 凱俊, 工藤 信樹, 山本 克之, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 107, 126, 13, 16, 2007年06月22日
われわれは,近赤外分光法(NIRS)の手法の一つである,空間分解法(spatially resolved spectroscopy, SRS)を用いた筋組織酸素濃度のイメージング装置の開発を行っており,その計測精度の検証には赤血球を使った液体ファントムを用いてきた.しかしその特性は不安定で,再現性に乏しいため十分な検証ができていなかった.そこで本研究では,計測誤差に関する安定な評価基準の実現を目標として,筋組織の光後方散乱特性を模擬したプラスチックファントムの作製を行った.透明プラスチックを主剤として,生体組織の吸収と散乱を,加える吸収体と散乱体の濃度で調整してファントムを作製したところ,時間分解法(time-resolved spectroscopy, TRS)で計測した吸収および等価散乱係数は,筋組織ファントムでμ_a=0.019-0.047 mm^<-1>, μ'_s=0.53-0.68 mm^<-1>,脂肪組織ファントムでμ_a=0.0002-0.0052 mm^<-1>,μ'_s=0.83-1.05 mm^<-1>となり,実際の組織の光学特性とほぼ一致した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 民生用ディジタルカメラを用いた簡易型シュリーレンシステムの実用性に関する検討(生体医工学一般)
鈴木 良輔, Sosekha Ly, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 107, 126, 17, 20, 2007年06月22日
これまで,我々は超音波診断で用いられるパルス超音波の音場を可視化する手法として,複雑な光学系を用いずに従来のシュリーレン法とほぼ等価な画像を取得できる新しい音場可視化手法を提案し,その有用性の検討を行ってきた.本報告では,撮像装置を民生用ディジタルカメラで,光源を低価格な高出力レーザダイオードで代用した新システムを構築し,その性能を検討した結果について述べる.超音波診断装置のプローブのパルス超音波音場を可視化した結果,従来のシステムと遜色ない画像を得られることが確認されたことから,医療の現場でプローブの性能を評価できる簡便な装置を実現する見通しを得た., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - ソノポレーションによるGFP遺伝子の導入と発現の連続観察
後藤 慎吾, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 34, S272, 2007年04月15日
日本語 - 超音波を利用した Drug Delivery System の最前線
江本 精, 工藤 信樹, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 34, S164, 2007年04月15日
日本語 - Sonoporation における細胞膜の損傷と修復のタイムラプス観察
渡辺 大士, 後藤 慎吾, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 34, S167, 2007年04月15日
日本語 - 気液界面の状態が超音波照射下のフリーラジカル発生に及ぼす影響
岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 34, S333, 2007年04月15日
日本語 - 超音波を利用した薬物送達におけるリポソーム技術の新展開
鈴木 亮, 滝澤 知子, 根岸 洋一, 宇都口 直樹, 門脇 則光, 工藤 信樹, 立花 克郎, 丸山 一雄, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 34, 2007年04月15日 - Simulation of muscle metabolism with a mathematical model for analyses of muscle oxygen measurements using near-infrared spectroscopy
Kek Khai Jun, Yoneyama Satoko, Miyakawa Takahiro, KUDO Nobuki, YAMAMOTO Katsuyuki, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 106, 127, 25, 28, 2006年06月16日
Near-infrared spectroscopy (NIRS) is a technique for noninvasive measurement of muscle oxygenation. However, analyses of the dynamic changes in metabolism based only on NIRS measurements are difficult because the changes in muscle oxygenation could be affected by different factors of the complex metabolic system. Therefore, we constructed a model of muscle metabolism to identify the mechanisms responsible for experimental observation of NIRS measurements. Simulations that were performed with the model sufficiently reproduced the characteristic temporal changes of NIRS measurements. The results demonstrate the usefulness of the model for elucidation of the relationship between muscle metabolism and NIRS measurements., 一般社団法人電子情報通信学会, 英語 - 近赤外分光法による運動時の筋組織局所酸素消費量の測定
宮川 崇拓, 郭 凱俊, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 106, 127, 21, 24, 2006年06月16日
近赤外分光法は組織酸素濃度を無侵襲・実時間的に計測可能な有用な手法であり,臨床やスポーツ医学などに幅広く利用されている.しかし,組織酸素濃度だけでなく,酸素消費量を同時に計測できれば,その有用性はより高まると考えられる.本研究では,連続光法による高速測定可能な装置を試作し,運動中の局所的な筋酸素消費量を短時間阻血法で測定し,運動負荷や測定部位による差異について検討した.運動時の局所的な酸素消費量をほぼ実時間で測定でき,運動負荷や部位による酸素消費量の経時変化の違いを明瞭に把握できることを確認した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波音場可視化のための簡易型シュリーレン法に関する研究 : 強力超音波音場の可視化
宮下 英樹, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 106, 127, 5, 8, 2006年06月16日
これまで,我々は超音波診断で用いられるパルス超音波の音場を可視化する手法として,複雑な光学系を用いずに従来のシュリーレン法と同等の画像を取得できる新しい音場可視化手法を提案し,有用性の確認を行ってきた.本報告では,我々が提案する簡易型シュリーレン法を用いて強力集束超音波(HIFU, high-intensity focused ultrasound)の音場可視化を行った結果について述べる.集束型超音波振動子への投入電力を10Wから100Wまで変化させて計測を行った結果,より高い音圧において超音波の非線形伝搬の影響と考えられる音場の変化が可視化されたことから,本手法は強力集束超音波の音場評価に有用と考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 14.光学的手法を用いた超音波音場分布の簡易測定法に関する検討 : 強力超音波音場の可視化(平成17年度北海道支部大会抄録)
宮下 英樹, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 44, 2, 315, 316, 2006年06月10日
社団法人日本生体医工学会, 日本語 - 13.Local differences in muscle oxygenation and oxygen consumption rate during different exercises detected by spatially resolved NIRS(Abstracts of Local Branches)
郭 凱俊, 宮川 崇拓, 佐溝 正輝, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 44, 2, 315, 315, 2006年06月10日
社団法人日本生体医工学会, 英語 - 1.超音波照射下で微小気泡が細胞におよぼす作用の高速度および蛍光観察(平成17年度北海道支部大会抄録)
岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 44, 2, 311, 311, 2006年06月10日
社団法人日本生体医工学会, 日本語 - 超音波照射下におけるサブミクロン気泡のふるまいの高速度観察
岡田健吾, 工藤信樹, 鈴木亮, 滝澤知子, 丸山一雄, 山本克之, 日本生体医工学会大会プログラム・論文集, 45th, 528, 2006年05月15日
日本語 - 微小気泡と超音波の生体作用--細胞膜の損傷と修復の機序 (特集 微小気泡超音波造影剤--診断と治療への臨床応用)
工藤 信樹, 山本 克之, 細胞, 38, 4, 129, 132, 2006年04月
ニュー・サイエンス社, 日本語 - 培養心筋細胞を用いた微小気泡存在下でのパルス超音波照射による期外収縮の発生に関する検討
横山 剛也, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 河原 剛一, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 2005, 7, 21, 24, 2005年06月17日
日本語 - パルス超音波による微小気泡存在下でのsonoporationに関する基礎的検討 : 細胞膜への作用と修復の電子顕微鏡と蛍光顕微鏡を用いた評価
池淵 正康, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 105, 122, 25, 28, 2005年06月10日
Sonoporationとは, 超音波の照射に伴い細胞膜の膜透過性が一時的に向上することを利用して, 通常の状態では入らない薬物を細胞内に導入する技術を言う.この技術に関して微小気泡を付加することにより, 薬物の導入効率が向上することが知られているが, そのメカニズムや基本的性質は明らかになっていない.そこで本研究では, 微小気泡存在下でのパルス超音波によるsonoporationに関して, 蛍光観察および電子顕微鏡観察を用いて, 細胞膜損傷・修復に関する基礎的な検討を行った.その結果, パルス超音波照射が引き起こした微小気泡のふるまいにより細胞膜に穿孔が生じることが膜の透過性向上の原因と考えられること, またその損傷は20秒以内に修復されることが確認された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 培養心筋細胞を用いた微小気泡存在下でのパルス超音波照射による期外収縮の発生に関する検討
横山 剛也, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 河原 剛一, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 105, 122, 21, 24, 2005年06月10日
近年, 超音波造影剤を用いた心臓の超音波診断で心室性期外収縮(PVCs)を発生させる可能性があることがヒトボランティア試験によって示された.本研究では, そのメカニズムを探ることを目的として培養心筋細胞を用いた実験を行い, 期外収縮の発生と超音波照射時相の関係, および微小気泡の存在による期外収縮の発生音圧の閾値を微小気泡の有無の2条件で調べた.その結果, 期外収縮は心筋収縮期以降の時相でのみ観察され, これより期外収縮発生の超音波照射時相の依存性は不応期に起因するものと考えられた.また, 微小気泡を加えて超音波を照射した場合, 微小気泡を加えない場合に比べて期外収縮発生の音圧閾値が低下した.これは超音波照射を受けた気泡のふるまいが気泡がない場合より大きな機械的作用を心筋細胞に与えるためと考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - パルス超音波による微小気泡存在下での sonoporation に関する基礎的検討 : 細胞膜への作用と修復の電子顕微鏡と蛍光顕微鏡を用いた評価
池淵 正康, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 105, 122, 25, 28, 2005年06月10日
日本語 - 心筋細胞の期外収縮発生と超音波照射時相の関係に関する検討
横山 剛也, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S286, 2005年04月15日
日本語 - 超音波照射下で微小気泡が細胞に与える作用の高速度位相差観察
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S284, 2005年04月15日
日本語 - 超音波造影剤のシェル特性に関する検討 : Imagent と Optison
工藤 信樹, 岡田 健吾, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S285, 2005年04月15日
日本語 - 簡易型シュリーレン手法の自動化と高分解能化
工藤 信樹, 宮下 英樹, 大内 啓之, 山本 克之, 関水 英正, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S250, 2005年04月15日
日本語 - Sonoporation における細胞膜損傷および修復の fura2 による評価
池淵 正康, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S210, 2005年04月15日
日本語 - 集束超音波によるラット肝癌の治療効果およびアポトーシスの検討
廣川 直樹, 小井戸 一光, 西田 睦, 佐藤 大志, 河合 有里子, 染谷 正則, 庄内 孝春, 山 直也, 兵頭 秀樹, 工藤 信樹, 山本 克之, 晴山 雅人, Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 32, S242, 2005年04月15日
日本語 - バブル崩壊を高速度画像で見る--マイクロバブルのパルス超音波照射下でのふるまい (特集 マイクロバブルの新展開(基礎研究から臨床応用まで))
工藤 信樹, 山本 克之, 超音波techno, 17, 1, 13, 16, 2005年01月
日本工業出版, 日本語 - Behaviour of microbubbles exposed to pulsed ultrasound and their mechanical effect on a cell
N Kudo, K Yamamoto, 4th International Symposium on Therapeutic Ultrasound, 754, 754, 211, 213, 2005年
英語 - パルス超音波音場可視化のための簡易型シュリーレンシステム : 手法の提案と有用性の検討(医用超音波)
大内 啓之, 工藤 信樹, 山本 克之, 関水 英正, 電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波, 104, 142, 9, 12, 2004年06月18日
超音波診断で用いられる周波数帯域のパルス超音波の音場を可視化する手法として,シュリーレン法と同じ画像を取得できる新しい音場可視化手法を提案する.本手法を実現するシステムは,短パルスレーザとCCDカメラ,およびCCDカメラで撮影した画像を処理するためのPCから成り,従来のシュリーレン法では光学系を用いて行っていた超音波屈折光の抽出を,超音波照射有・無の2条件で撮影した画像の差分を取ることにより実現する.さらに本報告では,5MHzの集束型振動子および20MHzの小型高周波振動子の音場分布の可視化実験を行い,本手法の有用性に関して検討を行った結果についても述べる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - NIRS測定値解釈のための筋代謝動態のシミュレーション : 運動負荷に対する定常及び過渡応答
米山 聡子, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 104, 129, 5, 8, 2004年06月11日
近年,近赤外分光法(near-infrared spectroscopy,NIRS)による筋組織酸素濃度計測に関する研究が盛んになされているが,筋組織における代謝動態は様々な要因で変化するため,NIRS測定波形のみから組織でのエネルギー代謝動態を推測することは困難である.そこで,本研究ではNIRS測定波形解釈を目的とし,有酸素系,クレアチンリン酸系,解糖系からなるATP生成系と,組織相,血液相からなる酸素拡散系で構成された筋代謝モデルを作成し,実測値と比較検討することとした.運動負荷応答のシミュレーションを行い,実測値と比較検討したところ,NIRS測定波形は,筋組織の酸素化レベルが高いときにはヘモグロビンの影響を強く受け,低いときにはミオグロビンの影響を強く反映していることが示唆された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 顕微分光法による筋組織酸素飽和度計測の基礎的検討
前川 耕太, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 104, 129, 9, 12, 2004年06月11日
近赤外分光法(near-infrared spectroscopy,NIRS)は組織酸素濃度を無侵襲かつリアルタイムに計測できる非常に有用な手法である.しかし,その測定原理からヘモグロビン(Hb)とミオグロビン(Mb)の酸素濃度を分離して測定することはできない.そこで,本研究では小動物の骨格筋を対象に顕微分光法を用いた組織酸素濃度計測を行い,NIRS測定値へのHbとMbの寄与率を解明することを最終目的とし,基礎的検討を行った.マウス腸開腹,ラット挙睾筋を対象とした微小循環の酸素飽和度計測では,径が30μm程度の血管までイメージング可能なことが確認された.しかし,透過光源を用いており,厚い骨格筋を対象とした計測には不向きであるため,反射鏡と落射光源を組み合わせた照明系についても検討を加えた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 5.近赤外分光法による筋組織酸素濃度計測 : 筋代謝動態のシミュレーションによる負荷応答解析(平成15年度北海道支部大会抄録)
米山 聡子, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 42, 2, 133, 133, 2004年06月10日
社団法人日本生体医工学会, 日本語 - パルス超音波音場可視化のための簡易型シュリーレンシステム
大内 啓之, 工藤 信樹, 山本 克之, 関水 英正, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 31, S104, 2004年04月15日
日本語 - 超音波照射下で微小気泡が細胞に与える作用の電子顕微鏡観察
工藤 信樹, 池淵 正康, 岡田 健吾, 山本 克之, 谷山 義明, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 31, S127, 2004年04月15日
日本語 - A simple Schlieren system for visualizing a sound field of pulsed ultrasound
N Kudo, H Ouchi, K Yamamoto, H Sekimizu, AMUM 2004: ADVANCED METROLOGY FOR ULTRASOUND IN MEDICINE 2004, 1, 1, 146, 149, 2004年
英語 - A study on premature ventricular contractions caused by ultrasound exposure with microbubbles using cultured ventricular muscle cells
N Kudo, G Yokoyama, M Ikebuchi, K Okada, K Kawahara, K Yamamoto, AMUM 2004: Advanced Metrology for Ultrasound in Medicine 2004, 1, 1, 118, 121, 2004年
英語 - Impact of bubbles on ultrasound safety
N Kudo, K Yamamoto, STATE OF THE ART: ULTRASONICS IN MEDICINE, 1274, 1274, 129, 132, 2004年
英語 - Does contrast ultrasonography damage liver cell?
AE Takada, N Kudo, N Endoh, H Hachiya, S Takeuchi, T Tuchiya, M Natori, K Yamaguchi, STATE OF THE ART: ULTRASONICS IN MEDICINE, 1274, 1274, 147, 150, 2004年
英語 - A study on premature ventricular contractions caused by ultrasound exposure with microbubbles using cultured cardiac myocytes
N Kudo, G Yokoyama, M Ikebuchi, K Okada, K Kawahara, K Yamamoto, 2004 IEEE Ultrasonics Symposium, Vols 1-3, 1820, 1823, 2004年
英語 - Physical properties of ultrasound contrast agents
N Kudo, K Yamamoto, STATE OF THE ART: ULTRASONICS IN MEDICINE, 1274, 1274, 49, 52, 2004年
英語 - ラット肝癌における集束超音波照射の検討
広川直樹, 小井戸一光, 市村健, 西田睦, 晴山雅人, 岡田太, 工藤信樹, 藤本克彦, 超音波医学, 30, 6, J809, J809, 2003年11月
(公社)日本超音波医学会, 日本語 - パルス超音波照射下でのsonoporationに関する基礎的検討
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 和田 成生, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 103, 133, 49, 54, 2003年06月13日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 8.空間分解近赤外分光法を用いたイメージングシステムによる筋組織酸素濃度の時空間計測(平成14年度北海道支部大会抄録)
平井 甲亮, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 41, 1, 63, 63, 2003年03月10日
社団法人日本生体医工学会, 日本語 - Study on an evaluation method of shell characteristics of ultrasound contrast agent using a high-speed camera
N Kudo, K Okada, K Yamamoto, 2003 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1507, 1510, 2003年
英語 - 空間分解近赤外分光法による筋組織酸素濃度イメージングシステムの開発
平井 甲亮, 前川 和也, 木幡 大輔, 工藤 信樹, 山本 克之, 生体・生理工学シンポジウム論文集, 17, 341, 344, 2002年09月09日
日本語 - 摘出したブタ肝臓を用いた超音波照射による生体組織温度上昇に関する検討
荻原 誠, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 102, 137, 13, 16, 2002年06月14日
超音波診断装置は無侵襲で安全な診断装置として広く臨床で使用されているが,近年の性能向上に伴い局所的な超音波強度が増大する傾向にあり,生体への熱的作用が再び関心を集めている.そこで本報告では,超音波照射による生体組織の温度上昇と血液の潅流量との関連をin vivoに近い条件で調べることを目的として,摘出したブタ肝臓を用いて温度上昇計測を行った結果について述べる.実験では,屠殺場より入手した新鮮なブタ肝臓の門脈から送液ポンプを用いて直接生理食塩水を灌流させる循環系を作成し,潅流量をパラメータとして超音波照射による温度上昇を超音波焦点およびその近傍にて測定した.この結果,潅流のない状態に比べ,潅流量0.30 l/min,0.68 l/minでは,それぞれ25%,55%,温度上昇の最大値が軽減された.このことから,生体組織の温度上昇の検討において組織潅流の影響を充分考慮する必要があることが確認された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波による光のスペックル変動を利用した生体の光イメージングに関する基礎的検討
中村 和明, 北間 正崇, 三澤 顕次, 有澤 準二, 邵 軍, 工藤 信樹, 山本 克之, 北海道工業大学研究紀要, 30, 261, 266, 2002年03月
北海道工業大学, 日本語 - Study on mechanism of cell damage caused by microbubbles exposed to ultrasound
N Kudo, T Miyaoka, K Okada, K Yamamoto, K Niwa, 2002 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1383, 1386, 2002年
英語 - 超音波照射下における微小気泡の振舞いの高速度カメラによる観察(超音波医用論文<特集>)
工藤 信樹, 栗林 香織, 名取 道也, 森安 史典, 山本 克之, 電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界, 84, 12, 1492, 1499, 2001年12月01日
超音波照射下での超音波造影剤の振舞いの解明を目的として, 高速度カメラを用いた観察システムを開発し, キャビテーション気泡と, 20〜100μmの含気気泡の振舞いを観察した.キャビテーション気泡では, 収縮時に気泡の崩壊と考えられる現象が観察され, 高温高圧状態が発生していることが示唆された.これに対し, 含気気泡では収縮時にもある程度の大きさが保たれており, 気泡の崩壊現象は起きていないと考えられたが, 気泡の分割が観察されており, これは気泡の非等方的な収縮により生じた微小な流れによるものと考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討 : スペックルパターンの変動を利用した変調光の検出(超音波医用論文<特集>)
中村 和明, 邵 軍, 工藤 信樹, 北間 正崇, 三澤 顕次, 有澤 準二, 山本 克之, 電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界, 84, 12, 1525, 1532, 2001年12月01日
近年, 生体の光イメージングの空間分解能の向上を目指して, 超音波変調光を利用する方法が検討されている.本論文では, 光のスペックルパターンの変動に着目した超音波変調光の検出方法について基礎的検討を行った.まず, パルスレーザ光を散乱体に入射させ, 連続集束超音波を用いて局所的に光を変調し, スペックルパターンの変動をCCDカメラで検出した.パスル光を超音波の位相と同期させることにより, 変調成分を一般的なCCDカメラで検出可能とした.更に, 超音波のパルス化により空間分解能を向上させる手法についても検討し, 提案手法により, 連続及びパルス超音波を用いて散乱光から超音波変調成分を効率的に検出できることを確認した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波変調光におけるスペックル変動を利用した生体の光イメージング
中村 和朗, 邵 軍, 工藤 信樹, 北間 正崇, 三澤 顕次, 有澤 準二, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 101, 478, 87, 92, 2001年11月22日
近年, 生体の光イメージングの空間分解能向上を目指して, 超音波変調光を利用する方法が検討されている.本報告では, 光のスペックルパターンの変動に着目して超音波によって変調された光を高感度で検出する方法について基礎的検討を行った.まず, パルスレーザ光を散乱体に入射させ, 集束したパルス超音波を用いて局所的に光を変調し, スペックルパターンの変動をCCDカメラで検出した.パルス光を超音波の位相と同期させることにより, 一般的なCCDカメラを用いて超音波で変調された成分のみを検出することを可能とした.さらに, 超音波のパルス化による空間分解能の評価を行うため, 透過および後方散乱光を用いた場合において散乱体中の吸収物質の1次元イメージングを行い, 本手法の有効性を確認した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 多チャネル近赤外分光法による筋組織酸素濃度のリアルタイムイメージング
平井 甲亮, 庭山 雅嗣, 木幡 大輔, 前川 和也, 工藤 信樹, 浜岡 隆文, 勝村 俊仁, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 101, 130, 1, 8, 2001年06月15日
近年, 近赤外分光法による組織酸素計測を多チャネル化し, 酸素濃度変化の空間分布を観測しようとする研究がなされている. 我々はこれまでに, 200チャネルの受光系を有する筋組織酸素濃度イメージングシステムを開発してきた. しかし, 本システムでは, 画像表示がデータ取得後のオフライン処理であり, 臨床での実用性を考慮すると, リアルタイムイメージングが必須となる. そこで本研究では, リアルタイムに酸素化及び脱酸素化ヘモグロビン濃度, 血液量変化の3測定量をイメージング可能なシステムを開発した. 実測として運動負荷試験時の大腿部のイメージングを行った結果, 筋の使い分け, 及び筋の収縮, 弛緩に伴う血液量の速い変化を観測可能であった. また活動部位での脱酸素化も観測可能であり臨床への適応性を向上させることができた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波照射下における水中微小気泡のふるまいに関する基礎的検討 : 生体への機械的作用
宮岡 武洋, 古谷 淳二, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 101, 130, 83, 89, 2001年06月15日
近年, 超音波照射を受けた超音波造影剤の微小気泡が細胞膜に作用を与えることが報告されている. そこで本研究では, そのメカニズムに関する検討を目的として, 新しい高速度カメラと倒立型顕微鏡を用いて高速・高倍率観察システムを改良し, 250kHzおよび1MHzの超音波照射下における直径約3μmから数十μmの微小気泡のふるまいを連続24コマ, 最大800万コマ毎秒で撮影した. その結果, 気泡の収縮に伴う気泡の分割や, 気泡の非等方的な収縮による微小な流れの発生が観察された. また, これらの気泡のふるまいが細胞に与える機械的な作用について検討するため, ウシ血管内皮細胞周辺に微小気泡が存在する条件で観察を行った. その結果, 微小気泡の非等方的な収縮により細胞が変形する様子が観察され, 気泡の非等方的収縮に伴って発生する微小な流れが細胞に機械的な作用を与える可能性があることが示唆された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波照射の作用 : 微小気泡のふるまいおよび生体内での温度上昇
工藤 信樹, 宮岡 武洋, 萩原 誠, 名取 道也, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 28, 3, J363, 2001年04月15日
日本語 - 超音波照射下での水中微小気泡の高倍率・高速度撮影系に関する検討 : 3 : 数 μm の気泡の観察
宮岡 武洋, 古谷 淳二, 工藤 信樹, 名取 道也, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 28, 3, J411, 2001年04月15日
日本語 - 音響光学効果を用いた生体の光イメージングに関する基礎的検討
中村 和明, 北間 正崇, 三澤 顕次, 有澤 準二, 柴山 佳一郎, 邵 軍, 工藤 信樹, 山本 克之, 北海道工業大学研究紀要, 29, 217, 223, 2001年03月26日
北海道工業大学, 日本語 - Functional imaging of muscle oxygenation using a 200-channel CW-NIRS system
K Yamamoto, M Niwayama, D Kohata, N Kudo, T Hamaoka, R Kime, T Katsumura, OPTICAL TOMOGRAPHY AND SPECTROSCOPY OF TISSUE IV, 4250, 4250, 142, 152, 2001年
英語 - RK13 超音波照射による生体組織の温度上昇に関する基礎的検討 : 潅流の影響(ポスターセッションIII)
工藤 信樹, 有田 直樹, 山本 克之, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集, 21, 347, 348, 2000年11月06日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 日本語 - 超音波と光による生体機能イメージング
山本 克之, 庭山 雅嗣, 工藤 信樹, 電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像, 100, 287, 19, 23, 2000年09月07日
超音波や光を用いた新しい生体機能イメージングの試みについて, いくつか紹介する.高分解能イメージングを目的とした穿刺型マイクロプローブによる組織と血流のイメージングは, 侵襲的ではあるが穿刺生検時や術中の検査法として有望である.超音波造影剤マイクロバブルの振動・崩壊過程の高速イメージングは, 超音波照射時の気泡崩壊のメカニズムを解明し, 超音波造影剤の高性能化と安全性を確立するために必須の基礎資料となろう.近赤外光による筋組織酸素濃度のイメージングは, リハビリテーションにおける筋力回復診断, スポーツ医学・運動生理学などへの活用が期待できる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - MBE2000-33 近赤外光を用いた筋組織酸素濃度のマッピング
木幡 大輔, 庭山 雅嗣, 邵 軍, 工藤 信樹, 浜岡 隆文, 勝村 俊仁, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 100, 163, 33, 38, 2000年06月23日
近年, 近赤外分光法による組織酸素計測を多チャネル化し, 酸素濃度変化の空間分布を観測しようとする研究がなされている.しかし, 従来のシステムでは, プローブの面積や構造により測定領域が制限され, 複数の筋組織を同時に観測することは困難であり, 定量性の面でも問題があった.そこで本研究では200チャネルの受光系を有する筋組織酸素濃度システムを試作し, 筋収縮に伴う体表の形状変化にも対応できるようプローブを40個に分割するとともに, 脂肪層の影響補正法を組み込むことで定量計測も可能とした.本システムを用いた大腿部全体の酸素濃度分布を画像化し, 2種の運動負荷試験を行った結果, 各筋における酸素濃度及び血液量変化の差異を明確に観測することができた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - MBE2000-34 空間分解近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度計測における介在組織の影響
前川 和也, 庭山 雅嗣, 邵 軍, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 100, 163, 39, 44, 2000年06月23日
空間分解近赤外分光法(SRS)は, 後方散乱光強度の空間分布から媒質の光学定数の絶対値を算出する手法であり, 連続光を用いて実時間的かつ定量的に組織酸素濃度を計測する上で有用である.しかし, 従来の計測法は均質な媒質を仮定しており, 不均質構造を有する実際の生体組織においては大きな誤差が生じると考えられる.そこで本研究ではSRSを用いた筋組織酸素濃度計測における介在組織の影響を4層モデルモンテカルロシミュレーションにより検討し, その影響の補正法を考案した.さらに, 本手法を用いて実測を行った結果, 従来の均質モデルでの結果と大きな差異が認められSRS筋組織酸素計測における介在組織の影響補正の重要性が示された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 超音波照射下での水中微小気泡のふるまいに関する基礎的検討
工藤 信樹, 栗林 香織, 名取 道也, 森安 史典, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 27, 4, 416, 416, 2000年04月15日
日本語 - 超音波照射下での水中微小気泡の高倍率 ・ 高速度撮影系に関する検討 : 2 -拡大倍率, 撮影速度の向上-
工藤 信樹, 栗林 香織, 山本 克之, 名取 道也, 森安 史典, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 27, 4, 517, 517, 2000年04月15日
日本語 - 近赤外光組織酸素モニタによる筋代謝の測定
山本 克之, 庭山 雅嗣, 工藤 信樹, 川初 清典, 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers, 39, 4, 283, 286, 2000年04月10日
計測自動制御学会, 日本語 - 高速度カメラを用いた超音波照射下における水中微小気泡の観察
工藤 信樹, 栗林 香織, 山本 克之, 名取 道也, 森安 史典, 日本音響学会研究発表会講演論文集, 2000, 1, 1057, 1058, 2000年03月01日
日本語 - Development of 200-channel mapping system for tissue oxygenation measured by near-infrared spectroscopy
M Niwayama, D Kohata, J Shao, N Kudo, T Hamaoka, T Katsumura, K Yamamoto, OPTICAL SENSING, IMAGING, AND MANIPULATION FOR BIOLOGICAL AND BIOMEDICAL APPLICATIONS, 4082, 4082, 48, 56, 2000年
英語 - Quantitative muscle oxygenation measurement using NIRS with correction for the influence of a fat layer: Comparison of oxygen consumption rates with measurements by other techniques
M Niwayama, T Hamaoka, L Lin, J Shao, N Kudo, C Katoh, K Yamamoto, BIOMEDICAL DIAGNOSTIC, GUIDANCE, AND SURGICAL-ASSIST SYSTEMS II, 3911, 3911, 256, 265, 2000年
英語 - Determination of a quantitative algorithm for the measurement of muscle oxygenation using CW near-infrared spectroscopy ─Mean optical pathlength without the influence of the adipose tissue─
J Shao, L Lin, M Niwayama, N Kudo, K Yamamoto, Proceedings of SPIE, 4082, 4082, 76, 86, 2000年
英語 - 穿刺型超音波マイクロプローブに関する基礎的研究 : 相関法を用いた微小血管血流の計測
池田 剛史, 工藤 信樹, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 1999, 21, 31, 35, 1999年06月26日
日本語 - 超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討
工藤 信樹, 柴山 佳一郎, 邵 軍, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 1999, 21, 37, 42, 1999年06月26日
日本語 - 近赤外光組織酸素計測における酸素濃度算出式の理論的および実験的検討
邵 軍, 林 凌, 庭山 雅嗣, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 99, 138, 15, 22, 1999年06月24日
近赤外光を用いた組織酸素計測法は組織酸素濃度を無侵襲的に連続計測できるため,様々な領域において多くの研究がなされている.しかし,連続定常光を用いた酸素濃度の基本算出式に関しては,まだ明確な決定法がなく,測定値が算出アルゴリズムにより大きく異なることが指摘されている.我々は光拡散方程式を用いた酸素濃度算出式を導出し,その妥当性をファントム実験で確認した.吸収係数の変化があまり大きくなければ,導出した理論式により実測した吸光度変化から酸素濃度を正確に算出できることが明らかになった., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 機械弁の表面壊食に及ぼすキャビテーション閾値の評価に関する研究
李 桓成, 工藤 信樹, 下岡 聡行, 三田村 好矩, 勇田 敏夫, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 99, 138, 7, 13, 1999年06月24日
動物やヒトに埋植された人工弁の破損の原因としてキャビテーションが注目され,研究が進められてきている.従来,キャビテーション発生の閾値を与える指標としてはdp/dtや弁の平均閉鎖速度が用いられてきたが,我々は以前の実験結果から,これらの指標よりも閉鎖直前のディスクの速度が表面壊食に大きな影響を与えることを示してきた.本研究では閉鎖直前のディスクの速度とディスク表面の壊食の関係について検討した.その結果,キャビテーション発生にはディスクの閉鎖速度に関する閾値が存在することが示され,本研究で用いた人工弁では約0.4m/sであった., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 穿刺型超音波マイクロプローブに関する基礎的研究(3) : ファントムおよびブタ肝臓標本での相関像の取得
池田 剛史, 工藤 信樹, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 26, 4, 693, 693, 1999年04月15日
日本語 - 超音波照射下での水中微少気泡の高倍率・高速度撮影系に関する検討
栗林 香織, 工藤 信樹, 名取 道也, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 26, 4, 695, 695, 1999年04月15日
日本語 - Quantitative measurement of muscle oxygenation by NIRS: Analysis of the influences of a subcutaneous fat layer and skin
M Niwayama, L Lin, J Shao, T Shiga, N Kudo, K Yamamoto, OPTICAL TOMOGRAPHY AND SPECTROSCOPY OF TISSUE III, PROCEEDINGS OF, 3597, 3597, 291, 299, 1999年
英語 - A high-magnification and high-speed system for the observation of microbubbles under ultrasound exposure
K Kuribayashi, N Kudo, M Natori, K Yamamoto, 1999 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1755, 1758, 1999年
英語 - A study on frequency dependence of ultrasound attenuation of biological tissue in the frequency range of 2-40 MHz
K Nakajima, N Kudo, K Yamamoto, T Mikami, A Kitabatake, 1999 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1381, 1384, 1999年
英語 - 生体組織の超音波減衰に関する基礎的検討 : 組織構造の減衰特性への影響
吉田 誠, 工藤 信樹, 山本 克之, 三神 大世, 北畠 顕, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 1998, 5, 75, 80, 1998年06月19日
我々は, 生体組織の線維構造が超音波減衰に与える影響について検討するため10〜40MHz帯の超音波を発生する振動子を用いて, ウシ骨格筋の超音波減衰特性を測定した.試料には, ホモナイズした試料と切片試料を用いた.ホモジナイズした試料は, 粉砕した骨格筋組織に生理食塩水を加えた上澄み液を用いた.切片試料は, 線維構造に対し平行および, 垂直に切り出した.その結果上澄み液試料の減衰係数は周波数の1.5乗に比例して増加し, 切片試料では, 超音波の入射方向と線維の向きが垂直の場合には1.9乗に, 平行の場合には1.2乗に比例した.10MHz以下の帯域で線維性組織の超音波減衰が線維方向に依存することは良く知られている.我々の結果によれば, 線維方向による減衰の変化は, この累乗値の違いに起因するもとの考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 近赤外光を用いた筋組織酸素計測における脂肪層及び皮膚の影響
庭山 雅嗣, 志賀 利一, 林 凌, 工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 1998, 5, 81, 88, 1998年06月19日
近赤外光を用いた組織酸素モニタは, 生体組織が不均質な構造であることにより, 測定感度が大きく変化する問題がある.我々はこれまでに, 筋組織酸素計測における脂肪層の影響を検証し, その影響を受光量を用いて補正する手法を提案してきた.本研究では, 脂肪層の影響補正法の有効性を確認するとともに, 補正精度の向上を目的とし, 送光器に近接した受光器を付加した組織酸素モニタを試作し, 皮膚の影響を検討した.運動負荷試験における大腿部外側広筋の酸素濃度変化の測定感度を補正した結果, 脂肪厚の増加で測定感度が減少する傾向を除去することができた.また, 送光器に近接した受光器により, 皮膚の影響を除去することで, 補正精度が向上することが示された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 生体組織の超音波減衰に関する基礎的検討 : 組織構造の減衰特性への影響
吉田 誠, 工藤 信樹, 山本 克之, 三神 大世, 北畠 顕, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 98, 135, 75, 80, 1998年06月19日
我々は, 生体組織の線維構造が超音波減衰に与える影響について検討するため10〜40MHz帯の超音波を発生する振動子を用いて, ウシ骨格筋の超音波減衰特性を測定した.試料には, ホモナイズした試料と切片試料を用いた.ホモジナイズした試料は, 粉砕した骨格筋組織に生理食塩水を加えた上澄み液を用いた.切片試料は, 線維構造に対し平行および, 垂直に切り出した.その結果上澄み液試料の減衰係数は周波数の1.5乗に比例して増加し, 切片試料では, 超音波の入射方向と線維の向きが垂直の場合には1.9乗に, 平行の場合には1.2乗に比例した.10MHz以下の帯域で線維性組織の超音波減衰が線維方向に依存することは良く知られている.我々の結果によれば, 線維方向による減衰の変化は, この累乗値の違いに起因するもとの考えられた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 近赤外光を用いた筋組織酸素計測における脂肪層および皮膚の影響
庭山 雅嗣, 志賀 利一, 林 凌, 工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 98, 135, 81, 88, 1998年06月19日
近赤外光を用いた組織酸素モニタは, 生体組織が不均質な構造であることにより, 測定感度が大きく変化する問題がある.我々はこれまでに, 筋組織酸素計測における脂肪層の影響を検証し, その影響を受光量を用いて補正する手法を提案してきた.本研究では, 脂肪層の影響補正法の有効性を確認するとともに, 補正精度の向上を目的とし, 送光器に近接した受光器を付加した組織酸素モニタを試作し, 皮膚の影響を検討した.運動負荷試験における大腿部外側広筋の酸素濃度変化の測定感度を補正した結果, 脂肪厚の増加で測定感度が減少する傾向を除去することができた.また, 送光器に近接した受光器により, 皮膚の影響を除去することで, 補正精度が向上することが示された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 数10MHz帯における生体組織の超音波減衰に関する基礎的検討 : 繊維性組織の超音波減衰の測定
工藤 信樹, 吉田 誠, 山本 克之, 三神 大世, 北畠 顕, 伊藤 由喜男, 神田 浩, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 25, 4, 495, 495, 1998年04月15日
日本語 - 超音波RFエコー解析による頸動脈壁厚計測に関する検討
工藤 信樹, 張 旭, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 25, 3, 1, 12, 1998年03月15日
日本語 - 相関法を用いた単一集束超音波ビームによる変位・流速ベクトルの計測特性の理論解析
張 旭, 工藤 信樹, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 25, 3, 13, 24, 1998年03月15日
日本語 - 近赤外光を用いた筋組織酸素計測における脂肪層の影響とその補正
庭山 雅嗣, 志賀 利一, 林 凌, 工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之, 医用電子と生体工学 : 日本ME学会雑誌 = Japanese journal of medical electronics and biological engineering : JJME, 36, 1, 41, 48, 1998年03月10日
日本エム・イー学会, 日本語 - Near-infrared muscle oximeter that can correct the influence of a subcutaneous fat layer
K Yamamoto, M Niwayama, L Lin, T Shiga, N Kudo, M Takahashi, INFRARED SPECTROSCOPY: NEW TOOL IN MEDICINE, PROCEEDINGS OF, 3257, 3257, 146, 155, 1998年
英語 - Accurate NIRS measurement of muscle oxygenation by correcting the influence of a subcutaneous fat layer
K Yamamoto, M Niwayama, L Lin, T Shiga, N Kudo, M Takahashi, PHOTON PROPAGATION IN TISSUES III, PROCEEDINGS OF, 3194, 3194, 166, 173, 1998年
英語 - Two-layered phantom experiments for characterizing the influence of a fat layer on measurement of muscle oxygenation using NIRS
L Lin, M Niwayama, T Shiga, N Kudo, M Takahashi, K Yamamoto, INFRARED SPECTROSCOPY: NEW TOOL IN MEDICINE, PROCEEDINGS OF, 3257, 3257, 156, 166, 1998年
英語 - Threshold of microbubble agents collapse by ultrasound irradiation
M Natori, T Tsuchiya, S Umemura, T Shiina, Y Takeuchi, N Kudo, 1998 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM - PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2, 1435, 1438, 1998年
英語 - Ultrasound attenuation measurement of tissue in frequency range 2.5-40 MHz using a multi-resonance transducer
1998 IEEE UFFC Ultrasound Symposium Proc., 1479, 1482, 1998年 - 5-40MHz帯における生体組織の超音波減衰特性に関する検討
工藤 信樹, 山本 克之, 小野塚 久夫, 三神 大世, 北畠 顕, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 24, 9, 148, 148, 1997年09月15日
日本語 - 相関法を用いたIVUSでの血管内腔抽出に関する基礎的検討 - 血管ファントムによる有用性の検討 -
工藤 信樹, 兼成 哲也, 張 旭, 山本 克之, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 24, 9, 291, 291, 1997年09月15日
日本語 - 数10MHz帯における生体組織の超音波減衰に関する基礎的検討 - ブタ肝臓の超音波減衰の測定 -
工藤 信樹, 吉田 誠, 山本 克之, 三神 大世, 北畠 顕, 伊藤 由喜男, 神田 浩, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 24, 9, 425, 425, 1997年09月15日
日本語 - 穿刺型超音波マイクロプローブの基礎研究
八久保 敬弘, 工藤 信樹, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 97, 124, 1, 8, 1997年06月20日
超音波診断装置は無侵襲で体内の断層像を得ることができることから, 臨床において重要な位置を占めている. しかし, 一般の装置では超音波の周波数が3〜5MHz程度で, 体内での超音波パルス長が1〜1.5 mm程度であるため, 空間分解能がCTやMRIに比べて劣る. 周波数を高くすることで空間分解能を高くできるが, 生体組織での減衰が大きくなるために観察範囲が表層に限定される. 本研究では, 高い空間分解能と深部組織の画像化を実現できる, 深部組織に穿刺する針型のマイクロプローブを用いた新しい手法を提案する. 我々はこのマイクロプローブとリニアスキャンのBモード画像を取得するシステムを試作し, 本手法の有用性について検討した. 試作したプローブは0.8×1.2×0.3mmの大きさの振動子を持ち, 18ゲージの留置針に挿入可能である. その基本性能は, 超音波の中心周波数23MHz, 距離分解能0.15 mm, 方位分解能0.9 mmである. in vitro実験においてブタ肝臓の鮮明なBモード画像を得ることができた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 相関法を用いたIVUSでの血管内腔描出に関する基礎的検討
兼成 哲也, 工藤 信樹, 張 旭, 高橋 誠, 山本 克之, 電気学会研究会資料. MBE, 医用・生体工学研究会, 1997, 16, 9, 16, 1997年06月20日
近年, 血管内超音波エコー法(IVUS)は臨床において重要な検査法になりつつある. IVUSを用いて血管内腔を描出することは血管狭窄の定量的評価を行う上で重要ではあるが, 血液のと粥腫の音響インピーダンスの差が小さいことから, 両者を見分けることが困難なことも多い. そこで, 本研究では血流や粥腫の動きを検出することにより血管内腔を明瞭に描出する新しいIVUSを提案する. IVUSにでは超音波の伝搬方向と血流方向が直交するために, ドプラ法では血流を検出できない. それゆえ, 本研究では血流を検出する方法として相関法を用いた. 本手法を実現するシステムを試作し, 血管ファントムを用いて評価を行った. その結果, 本手法を用いることにより従来のMモード像やBモード像では見分けることが困難であった血流と粥腫を明瞭に分離することができた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 相関法を用いたIVUSでの血管内腔描出に関する基礎的検討
兼成 哲也, 工藤 信樹, 張 旭, 高橋 誠, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 97, 124, 9, 16, 1997年06月20日
近年, 血管内超音波エコー法(IVUS)は臨床において重要な検査法になりつつある. IVUSを用いて血管内腔を描出することは血管狭窄の定量的評価を行う上で重要ではあるが, 血液のと粥腫の音響インピーダンスの差が小さいことから, 両者を見分けることが困難なことも多い. そこで, 本研究では血流や粥腫の動きを検出することにより血管内腔を明瞭に描出する新しいIVUSを提案する. IVUSにでは超音波の伝搬方向と血流方向が直交するために, ドプラ法では血流を検出できない. それゆえ, 本研究では血流を検出する方法として相関法を用いた. 本手法を実現するシステムを試作し, 血管ファントムを用いて評価を行った. その結果, 本手法を用いることにより従来のMモード像やBモード像では見分けることが困難であった血流と粥腫を明瞭に分離することができた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 2.5-40MHz帯における超音波減衰特性の計測 : 計測システムの改良とヒト心筋標本での検討
工藤 信樹, 鎌滝 崇央, 山本 克之, 小野塚 久夫, 三神 大世, 北畠 顕, 伊藤 由喜男, 神田 浩, Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 24, 3, 567, 567, 1997年03月15日
日本語 - Ultrasound attenuation measurement of tissue in frequency range 2.5-40MHz using a multi-resonance transducer
N Kudo, T Kamataki, K Yamamoto, H Onozuka, T Mikami, A Kitabatake, Y Ito, H Kanda, 1997 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, VOLS 1 & 2, 1181, 1184, 1997年
英語 - 5-40MHz帯における生体の超音波減衰特性計測 : 計測システムの試作とヒト心筋標本の計測
鎌滝 崇央, 工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之, 小野塚 久夫, 三神 大世, 北畠 顕, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 96, 114, 65, 70, 1996年06月21日
従来報告の少ない,5-40MHzの周波数帯での超音波減衰率を測定するシステムを試作し,システムの基本特性の確認を行った.また, ヒト心筋の正常部位と梗塞部位における減衰率の周波数依存性を計測した.基礎実験ではシステムの測定精度を確認すると共に,ホルマリン固定によるブタ心筋の減衰率の周波数依存性が経時的に変化することを確認した.ヒト心筋に関する測定では,従来報告されているように,梗塞部位の減衰率が正常部位より大きいことを確認した.さらに,減衰率の周波数依存性に差異があり周波数の増加に伴い,正常部位の減衰が急速に増加することより,高い周波数領域で両者の減衰量が逆転することが予想された., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 近赤外光を用いた筋組織酸素計測における脂肪層の影響
庭山 雅嗣, 志賀 利一, 林 凌, 工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 96, 114, 51, 56, 1996年06月21日
近赤外光を用いた組織酸素モニタは,脳活動や筋組織代謝の時間変化を知る上で極めて有用な装置として普及しつつある.しかし,測定部位の解剖学的不均一構造が測定値にどの様に影響するかについては,系統的検証はほとんどなされていない.本研究では,筋組織を対象にした酸素濃度計測における脂肪層の影響を,モンテカルロシミュレーションと実測により検討した.シミュレーション結果より,脂肪層の介在により測定感度は大きく減少することが示された.さらに前腕での動静脈閉塞試験,大腿部での運動負荷試験を行い,超音波診断装置で得た脂肪層の厚みと測定感度の相関を検討したところ,シミュレーションと同様の傾向が得られた., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 新しい体外衝撃波結石破砕のモニター法 : カラードプラエコーガイドと誤照射防止機能
川上 芳明, 志村 尚宣, 郷 秀人, 武田 正之, 工藤 信樹, 日本泌尿器科學會雜誌, 86, 1, 237, 237, 1995年01月20日
社団法人日本泌尿器科学会, 日本語 - PB17 感圧紙による体外衝撃波結石破砕装置の音場測定 : その有用性と限界(ポスタセッションB-概要講演・展示)
小柳 正道, 工藤 信樹, 柳田 祐司, 岩間 信行, 岡崎 清, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集, 14, 165, 166, 1993年12月07日
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム運営委員会, 日本語
書籍等出版物
講演・口頭発表等
- 2P5-10 画像差分シュリーレン法を用いた小型容器内の治療用超音波音場の可視化(ポスターセッション)
小原 浩貴, 工藤 信樹, 清水 孝一
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 2012年11月13日, 英語 - パルス超音波照射下におけるナノバブルによる細胞膜損傷の観察
八木 智史, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 鈴木 亮, 丸山 一雄, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2008年04月15日, 日本語 - 音圧依存性超音波減衰の計測によるバブルリポソームの特性評価 : シェル材質の影響
坂口 克至, 工藤 信樹, 鈴木 亮, 丸山 一雄, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2008年04月15日, 日本語 - Sonoporation における細胞膜修復のメカニズムとCa^<2+>の影響に関する検討
工藤 信樹, 渡辺 大士, 後藤 慎吾, 岡田 健吾, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2008年04月15日, 日本語 - 簡易型シュリーレン法を用いた超音波診断装置の音場可視化
鈴木 良輔, 工藤 信樹, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2008年04月15日, 日本語 - 簡易型シュリーレン法を用いた強力超音波音場の可視化
工藤 信樹, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2008年04月15日, 日本語 - ソノポレーションによるGFP遺伝子の導入と発現の連続観察
後藤 慎吾, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2007年04月15日, 日本語 - Sonoporation における細胞膜の損傷と修復のタイムラプス観察
渡辺 大士, 後藤 慎吾, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2007年04月15日, 日本語 - 気液界面の状態が超音波照射下のフリーラジカル発生に及ぼす影響
岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2007年04月15日, 日本語 - 超音波を利用した薬物送達におけるリポソーム技術の新展開
鈴木 亮, 滝澤 知子, 根岸 洋一, 宇都口 直樹, 門脇 則光, 工藤 信樹, 立花 克郎, 丸山 一雄
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2007年04月15日, 日本語 - 超音波を利用した Drug Delivery System の最前線
江本 精, 工藤 信樹
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2007年04月15日, 日本語 - 14.光学的手法を用いた超音波音場分布の簡易測定法に関する検討 : 強力超音波音場の可視化(平成17年度北海道支部大会抄録)
宮下 英樹, 工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 2006年06月10日, 日本語 - 13.Local differences in muscle oxygenation and oxygen consumption rate during different exercises detected by spatially resolved NIRS(Abstracts of Local Branches)
郭 凱俊, 宮川 崇拓, 佐溝 正輝, 工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 2006年06月10日, 英語 - 1.超音波照射下で微小気泡が細胞におよぼす作用の高速度および蛍光観察(平成17年度北海道支部大会抄録)
岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 2006年06月10日, 日本語 - 心筋細胞の期外収縮発生と超音波照射時相の関係に関する検討
横山 剛也, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 超音波造影剤のシェル特性に関する検討 : Imagent と Optison
工藤 信樹, 岡田 健吾, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 超音波照射下で微小気泡が細胞に与える作用の高速度位相差観察
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 簡易型シュリーレン手法の自動化と高分解能化
工藤 信樹, 宮下 英樹, 大内 啓之, 山本 克之, 関水 英正
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 集束超音波によるラット肝癌の治療効果およびアポトーシスの検討
廣川 直樹, 小井戸 一光, 西田 睦, 佐藤 大志, 河合 有里子, 染谷 正則, 庄内 孝春, 山 直也, 兵頭 秀樹, 工藤 信樹, 山本 克之, 晴山 雅人
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 超音波照射下で微小気泡が細胞に与える作用の高速度位相差観察
岡田 健吾, 工藤 信樹, 丹羽 光一, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - Sonoporation における細胞膜損傷および修復の fura2 による評価
池淵 正康, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 心筋細胞の期外収縮発生と超音波照射時相の関係に関する検討
横山 剛也, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 超音波造影剤のシェル特性に関する検討 : Imagent と Optison
工藤 信樹, 岡田 健吾, 山本 克之
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 簡易型シュリーレン手法の自動化と高分解能化
工藤 信樹, 宮下 英樹, 大内 啓之, 山本 克之, 関水 英正
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 集束超音波によるラット肝癌の治療効果およびアポトーシスの検討
廣川 直樹, 小井戸 一光, 西田 睦, 佐藤 大志, 河合 有里子, 染谷 正則, 庄内 孝春, 山 直也, 兵頭 秀樹, 工藤 信樹, 山本 克之, 晴山 雅人
Japanese journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - Sonoporation における細胞膜損傷および修復の fura2 による評価
池淵 正康, 岡田 健吾, 工藤 信樹, 山本 克之
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2005年04月15日, 日本語 - 5.近赤外分光法による筋組織酸素濃度計測 : 筋代謝動態のシミュレーションによる負荷応答解析(平成15年度北海道支部大会抄録)
米山 聡子, 工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 2004年06月10日, 日本語 - パルス超音波音場可視化のための簡易型シュリーレンシステム
大内 啓之, 工藤 信樹, 山本 克之, 関水 英正
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2004年04月15日, 日本語 - 超音波照射下で微小気泡が細胞に与える作用の電子顕微鏡観察
工藤 信樹, 池淵 正康, 岡田 健吾, 山本 克之, 谷山 義明
Journal of medical ultrasonics = 超音波医学, 2004年04月15日, 日本語 - 8.空間分解近赤外分光法を用いたイメージングシステムによる筋組織酸素濃度の時空間計測(平成14年度北海道支部大会抄録)
平井 甲亮, 工藤 信樹, 山本 克之
生体医工学 : 日本エム・イー学会誌, 2003年03月10日, 日本語
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 薬剤搭載気泡アンチバブルによる膀胱癌治療法の開発
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2026年03月31日
佐々木 東, 工藤 信樹
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 23K11888 - トポロジカル超音波ビームで形成した生体内螺旋光導波路による近赤外光の生体深部伝送
科学研究費助成事業
2022年06月30日 - 2025年03月31日
橋本 守, 工藤 信樹, 加藤 祐次
日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 22K18436 - 血管内で振動する微小気泡が血管内皮と血管透過性に与える機械的・生理的作用の解明
科学研究費助成事業
2020年04月01日 - 2023年03月31日
工藤 信樹, 鈴木 亮, 佐々木 東, 松崎 典弥
血管内に投与した薬剤を超音波の照射により血管外の組織に漏出させる超音波薬物送達法では,薬剤とともに投与される微小気泡が超音波の照射下で血管に与える作用を明らかにする必要がある.本年度は主に2つの方法により解明に向けた準備作業を行った.
①血管の物理特性を模擬するゲルファントムの開発
微細径のタングステンワイヤを張った型にアクリルアミドゲルを流し込み,ゲル硬化後にワイヤを引き抜くことにより最小直径約10ミクロンの内腔を有する毛細血管ファントムを作成する技術を開発した.微細管腔への微小気泡導入は,初期的にはゲルからワイヤを引き抜く作業を微小気泡の懸濁液内で行うことにより実現できる.また,ゲルの浸透圧を気泡懸濁液の浸透圧よりも低く設定することにより持続的に管腔内に気泡を引き込む流れが形成できることを発見した.これにより,超音波照射により気泡が壊れても新たな気泡が自動的に導入され,繰り返し実験できるようになった.
②生体の組織構造を模擬する3次元培養細胞血管ファントムの開発
コラーゲンゲルに懸濁した血管内皮細胞(HUVEC)を血管内皮増殖因子(VEGF)を加えた培地内で3次元培養することにより毛細血管ファントムを作成する手法を開発し,安定な作成プロセスを検討した.血管内腔に取り込んだ気泡が超音波照射下で生じるダイナミクスを高速度観察する手法,薬剤の漏出や内皮細胞に生じる損傷を可視化する蛍光観察手法を開発した.さらに,血管内に模擬薬剤を導入し,超音波を照射していない状態での漏出が薬剤の分子量によってどのように変化するかを調べた.
さらに,次年度以降に向けた準備作業として,生体内の毛細血管を用いて超音波照射下での気泡のダイナミクスを観察する手法について文献調査を行い,ラットなどの腸間膜を使う手法について検討した.
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H04542 - 超音波イムノモジュレーションによるリンパ球浸潤促進に基づく革新的がん治療法の開発
科学研究費助成事業
2020年04月01日 - 2023年03月31日
鈴木 亮, 工藤 信樹, 岡田 欣晃, 小山 正平
現在、T 細胞療法に代表される養子免疫療法によるがん治療が行われており、血液系がんに対して良好な臨床成績をあげている。しかし、固形がんにおいては期待するほどの結果が得られていない。この要因として、移入した T 細胞の腫瘍組織への低浸潤性や腫瘍組織内の免疫抑制的環境による T 細胞の不活性化などが挙げられる。そこで本研究では、超音波照射によるマイクロバブルの収縮・膨張や圧壊といった機械的作用に着目し、固形がん組織内の血管透過性の促進や腫瘍組織の傷害に伴う腫瘍内環境の変化の誘導による、養子免疫療法の治療効果の増強を検討した。乳がん細胞株移植マウスにマイクロバブルを静脈内投与し、腫瘍組織へ超音波を照射した。その 1 日後に CD8 陽性 T 細胞を静脈内から移入する養子免疫療法を行った。その結果、未治療群と比較して、マイクロバブルと超音波照射群において、抗腫瘍効果は認められなかった。一方、CD8 陽性 T 細胞移入群において、わずかな抗腫瘍効果が認められた。さらに、マイクロバブルと超音波照射後に CD8 陽性 T 細胞を移入した群では、顕著な抗腫瘍効果が認められた。このことから、マイクロバブルと超音波照射が、腫瘍内環境の変化を誘導し、養子免疫療法の効果を増強したものと考えられた。今後は、マイクロバブルと超音波照射による腫瘍内環境の変化を免疫学的に解析し、抗腫瘍効果の増強メカニズムに関して検討を進める予定である。また、本治療効果の最適化を図るため、マイクロバブルの投与量や超音波照射条件の最適化を進める。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 帝京大学, 20H04519 - 細胞・微小気泡間相互作用のその場観察によるソノポレーションの機序解明と応用拡大
科学研究費補助金(基盤研究(A))
2017年 - 2021年
工藤 信樹
文部科学省, 研究代表者, 競争的資金 - カプセル型センサテレメーターを用いた膀胱内圧リアルタイム連続監視装置の開発
科学研究費助成事業
2016年04月01日 - 2019年03月31日
松本 成史, 竹内 康人, 工藤 信樹, 原 量宏
本研究課題は膀胱内圧リアルタイム連続監視が可能なカプセル型テレメーターの開発である。ダイヤフラム構造で樹脂カプセル外径6mm、肉圧0.2mm、端部に3mm径x3mm長ソフトフェライトコア、12.5μm厚ポリエステル膜を同軸的接着、発振コイルは膜4mm程奧に、カプセルは奥から電池、発振回路集積回路、発振コイル、ダイヤフラムを順に配置。試作例では発振コイルのインダクタンスは140μH、発振周波数2.06MHz、電池寿命約10日、in vitroで10mmHg毎に500Hzの発振周波数変移が得られ、100mmHgまで良好な直線性と再現性を確認出来、畜尿排尿過程の膀胱内圧観測には十分な観測域であった。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 旭川医科大学, 16K11038 - 位相共役波による時間反転原理を用いた新たな散乱体内部分光計測技術の開発
科学研究費助成事業
2016年04月01日 - 2018年03月31日
清水 孝一, 加藤 祐次, 工藤 信樹, 北間 正崇, 犬島 浩
本研究では、位相共役波による時間反転という新原理を散乱分光の分野に新たに導入し、これまで実現が困難であった拡散性散乱体内部局所領域の選択的分光実現の道を拓くことをめざして、次の成果を得た。
1. 理論解析により、着想を具現化するための基本的計測方法を明確化した。2. シミュレーションを通し、提案手法の機能最適化を図った。3. 位相共役波による時間反転原理を実現する散乱体計測システムを開発した。4. 生体模擬試料を用い開発システムの性能を明らかにした。5. トリささみ肉の実験により生体組織への適用可能性を実証した。6. OSAのBiomedical Optics Express誌に採択掲載された。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 早稲田大学, 16K14239 - 動物自然発生腫瘍に対するマイクロバブル併用超音波照射による実用的な新規がん治療
科学研究費助成事業
2014年04月01日 - 2017年03月31日
滝口 満喜, 中村 健介, 佐々木 東, 工藤 信樹
超音波による診断と治療の融合の確立に向けた基盤を形成し、臨床応用へと発展させることを目的とし、犬の甲状腺癌および膀胱癌に対する超音波とマイクロバブルを用いた実用的な新規がん治療法「ソノポレーション」に関する前臨床段階の知見を得た。また、ソノポレーションの新たなメカニズムを明らかにすることで、臨床応用の基盤を構築した。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 26292155 - 悪性神経膠腫に対するALA-PET誘導式音響力学療法の開発
科学研究費助成事業
2014年04月01日 - 2016年03月31日
小林 浩之, 寺坂 俊介, 工藤 信樹, 志賀 哲
悪性神経膠腫は難治性悪性腫瘍で手術や放射線化学療法を行っても予後は不良である。そこでこれまでとは異なる治療法の開発が必要とされてきた。今回我々の研究グループは超音波とそれに反応する音響感受性物質を組み合わせた音響力学療法の効果を悪性神経膠腫細胞株を用いて行った。音響感受性物質としてアミノレブリン酸などのポルフィリン関連物質を用いた。結果、神経膠腫細胞に対して音響力学療法に殺細胞効果があることが証明され、さらにアポトーシス誘導がその細胞障害のメカニズムであり、その程度はポルフィリン製剤の細胞取り込みの量に依存することが確認された。本結果から音響力学療法が新規治療として有望であることが示唆された。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 26670632 - 新原理集約による体内3次元構造の光透視イメージングの実用化
科学研究費助成事業
2013年04月01日 - 2016年03月31日
清水 孝一, 工藤 信樹, 加藤 祐次, 北間 正崇, 千葉 仁志
生体内部のマクロな構造を光により3次元的に透視イメージングすることをめざし、新原理を集約した手法を創出した。シミュレーション解析による最適化の後、計測システムを開発した。開発システムの特性を解析し、必要な改良を図った。動物実験により、放射線被曝のない安全な近赤外光を用い、実験用小動物の内部構造をイメージングできる可能性を実証した。また、臓器形状だけではなく、組織酸素化状態などの機能情報もイメージングできる可能性が確かめられた。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25282123 - ソノインジェクション法の実現に向けた光ピンセットの改良と細胞微小培養容器の開発
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2013年 - 2014年
工藤 信樹
本研究では,微小気泡を付着させた細胞への超音波照射により細胞内に遺伝子や薬剤を導入する手法に関する実験的検討に必要となる2つの要素技術について検討した.気泡による導入はその付着位置に起きるため,気泡の大きさや位置の制御により導入を制御することができる.そこで本検討では,気泡捕捉用光ピンセットの捕捉力を改善し,従来困難であった細胞核上への気泡の移動を実現した.また,細胞膜の張力が低く損傷細胞の修復力が高い生体内に近い状態での実験を実現することを目的に直径100ミクロン程度の微小細胞培養ウエルを開発した.さらに,これを用いた細胞内導入実験を行い,容器の有用性を確認した.
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25560233 - 新原理による体表からの生体内部局所領域分光計測の実現
科学研究費助成事業
2011年 - 2012年
清水 孝一, 工藤 信樹, 加藤 祐次, 浪田 健
生体組織への適用を念頭に、これまで困難であった強散乱体内部局所領域の選択的分光の実現をめざし研究を行った。2年間にわたる研究の結果、実用性の高い後方散乱光計測システムにより体内局所領域の吸光度を定量計測する手法を開発した。これにより、体表からの正確な無侵襲吸光度計測、および介在組織の影響を排除した体表からの組織スペクトル計測の可能性が拓かれた。この成果を、学術誌や国内外の会議において発表した。また本研究の成果を含む特許を出願した。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 23650297 - シュリーレン光学系を用いないシュリーレン法による超音波音場可視化装置の開発と評価
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2011年 - 2012年
工藤 信樹
超音波の利用が診断と治療の両面において飛躍的に進展し,これに伴なって超音波音場を正しく評価する技術にも改善が求められている.我々は,音場を光学的な手法により音場を可視化する簡便な手法を提案してきた.今回の研究では,光学機器の開発経験を持つ企業の協力を得て,我々が提案する画像差分型シュリーレン法で音場を可視化する装置を新規開発した.さらに,臨床で実用されている複数の診断装置の音場の比較や故障プローブの音場評価に有用であること,従来の音場計測法では測定が難しい治療装置の音場可視化にも有用であることを実験を通じて明らかにした.以上より,本手法は医用超音波の更なる進展の基盤技術として重要と結論した.
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23300182 - 超音波と微小気泡を用いた細胞局所刺激手法の開発
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2011年 - 2012年
工藤 信樹
細胞のメカノトランスダクション研究への応用を目的に,細胞局所を機械的に刺激する新しい手法を提案した.この方法では,大きさ数ミクロンの微小気泡を細胞に接触させた状態で超音波を照射することにより,気泡が細胞よりも強い音響放射力を受けることを利用して局所刺激を実現する.微小気泡の位置制御は光ピンセットで実現した.刺激対象としてラットから単離・培養した心室筋細胞を用いることとし,拍動の電気的ペーシングと気泡付着状態での超音波照射を顕微鏡観察下で行える観察チャンバを開発した.手法の有用性を確認するため,気泡を付着した培養心筋細胞に超音波を照射する実験を行い,機械刺激による期外収縮を誘導できることを確認した.さらに,心筋細胞の不応期を求める実験を通じて拍動周期に依存して不応期が変化することを確認し,機械的刺激に対する細胞の反応を調べる上での本刺激手法の有用性を確認した.
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23650247 - 新原理による3次元構造の光透視具現化システムの開発
科学研究費補助金(基盤研究(A))
2009年 - 2012年
清水 孝一, 加藤 祐次, 工藤 信樹, 北間 正崇, 千葉 仁志
本研究は、生体内部の構造情報および機能情報を光により3次元的に透視イメージングすることをめざし、新原理に基づく新たな手法を創出するとともに、それを具現化するシステムを開発しようとするものである。第二年度は、初年度の基礎的検討の成果を受け、3次元光透視原理を具現化するシステムの基本構成を設計した。具体的内容は、次のとおりである。1.生体に対する光入射部分の設計と改良を繰り返し、透視可能な生体の厚みを大きく増加させた。これにより、従来は手掌程度の厚さにとどまっていた透過型透視を、成人上腕部全域にまで拡大することに成功した。2.静脈認証と言われるように、光で透視できる血管は体表近くの静脈とされてきた。これに対し、透視システムの改良により、これまで不可能と思われてきた動脈の透視を、成人前腕部において初めて可能とした。この成果は、現在のところ世界初のものと考えられる。3.透過光方式CTのシミュレーションを繰り返し、光CTによる3次元構造再構成を可能とするシステム条件を明らかにした。4.マウスやラット胴体を模擬する実験ファントムを作成し、体内吸光構造の3次元光透視の可能性を実証した。研究成果の発表:学術誌(Ann.Clin.Biochem.,超音波医学)、国際会議、国内会議(invited talk 2件、シンポジスト2件を含む)において、本研究の成果を発表した。
文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 21240045 - パルス超音波と微小気泡を用いたin vivoソノポレーション法の開発
科学研究費補助金(基盤研究(A))
2008年 - 2010年
工藤 信樹, 山本 克之, 鈴木 亮, 山本 克之, 岡田 健吾, 坂口 克至, 八木 智史, 渡辺 典子, 千田 裕樹, 奥山 学, 松井 智子, 吉松 幸里
本研究の最終的な目的は,パルス超音波と微小気泡を用いることにより,効率が良く生体に対する安全性が高いin vivoソノポレーション手法を開発することにある.今回の研究では,手法の効率向上を主な目的として,ソノポレーションに伴う細胞変化をタイムラプス観察する光学顕微鏡システムを開発した.また,気泡位置を制御できる光ピンセット装置も開発し,細胞膜損傷の程度や発生部位の制御を実現した.開発した装置を用いて,数10分間の比較的早い時間内に起きる細胞の損傷と修復を観察し,その発生機序について検討した.また,気泡に取り込まれた薬剤の効果発現をとらえるために観察チャンバを改良し,最大20時間程度にわたって細胞に生じる変化を連続観察する手法を確立した.さらに,特定の細胞にのみ付着するターゲティング気泡とシェルに薬剤を付着した気泡を作製し,提案するソノポレーションにおけるこれらの気泡の有用性を確認した.
文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 20240053 - 近赤外分光イメージング法による筋組織酸素動態の時空間解析
科学研究費補助金(基盤研究(C))
2007年 - 2008年
山本 克之, 工藤 信樹, 川初 清典, 郭 凱俊, 三枝 俊, 木部 龍太
本研究では,近赤外分光法(NIRS)を用いた絶対値計測可能な筋組織酸素濃度のイメージング装置を開発し,運動時における同一筋内や異なる筋について筋組織酸素濃度分布の計測を行い,運動強度や運動様式の違いによる酸素濃度分布の変化を把握できることを明らかにした.また,一般成人と運動選手を対象に足踏み込み運動時に協調して動作する3種類の筋の酸素濃度を計測し,装置が運動時における複数の筋の同時比較や練習効果の定量的評価に有用であることも明らかにした.さらに,実測とシミュレーションによる解析との比較により,NIRS計測波形を解釈する上で筋代謝モデルを用いた解析の有用性を明らかにした.
文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 19500376 - 微小気泡を用いた超音波遺伝子導入の発現効率向上法に関する検討
科学研究費補助金(萌芽研究)
2006年 - 2007年
工藤 信樹, 山本 克之
○パルス超音波による遺伝子導入の実証従来,連続波もしくは波数の多いバースト波を用いて行われてきたソノポレーションが,波数3波程度の短い超音波パルスを1回照射するだけでも実現できることを,GFP遺伝子の導入と発現のタイムラプス観察を通じて実証した.しかしその導入効率は低く,パルス超音波が撹拌効果を持たないことが原因の一つと考えられた○遺伝子付着気泡の作成撹拌効果を持たないペルス超音波でも効率が高いソノポレーションを実現するための方法として,細胞に穿孔をもたらす微小気泡自体に遺伝子を付着させる方法について検討した.その結果,アルブミンとGFP遺伝子を混入した生理食塩水を撹拌することで,遺伝子が付着した直径数ミクロンの微小気泡を再現性良く作成できることを確認した.○導入効率の向上上記で作成した気泡を用いて,遺伝子導入効率の向上効果を調べた.GFT遺伝子を培養液中に懸濁させた条件と気泡に付着させた条件で発現効率を調べた結果,気泡に付着させることによって導入効率が,培養駅に懸濁させた場合の約4倍に向上することを確認した.○気泡の種類による膜損傷の違い種々の気泡を用いてパルス超音波を用いたソノポレーションを行い,細胞の損傷率と修復率が気泡の種類によってどのように変化をするかを調べた.その結果,気泡の種類に依存して修復率が60%から100%近くまで変化することが確認され,ソノポレーションに...
文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18650139 - 超音波造影剤の微小気泡が生じる径振動の高速度観察によるシェルの機械的特性の計測
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2004年 - 2006年
工藤 信樹, 山本 克之
○高速度顕微観察システムの改良時間・空間分解能の向上を目指し,微弱光増幅装置の利用や照明用アーク放電型光源の集光光学系の改良に関して検討した.その結果,対物倍率40倍では最小露光時間は200nsから20nsに向上し,最大撮影速度は毎秒400万コマから1,600万コマに向上した.○減衰特性計測装置の開発我々が以前生体組織の減衰特性の測定で開発した技術を基に,微小気泡懸濁液の減衰特性を高精度に計測する装置を開発した.中心周波数10MHzの広帯域パルスを用いることにより3から14MHz程度の帯域で微小気泡懸濁液の減衰の周波数特性が計測でき,計測の半自動化により精度向上を図った.○微小気泡のふるまいの高速度観察によるシェルの機械的特性の検討1つの微小気泡に音圧が増加する超音波パルス列を照射して気泡の径振動を高速度観察し,超音波の音圧と径振動振幅の変化の関連からシェルの機械的特性を調べた.観察対象としては,7種類の超音波造影剤と1種類のサブミクロン気泡,1種類のプラスチック気泡を用いた.観察の結果,リン脂質系のシェルでは,低音圧から音圧に応じて膨張・収縮が増強する様子が,バルミチン酸やアルブミンシェルの気泡では,ある音圧閾値を越えて初めて振動を始める特性が確認され,その違いは臨床で用いられている超音波照射条件の違いに対応していた.○気泡懸濁液の音圧依存性減衰の計測によるシェルの機械的特...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16300168 - 近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度分布の時空間解析装置の開発とその応用
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2004年 - 2006年
山本 克之, 工藤 信樹, 川初 清典, 河原 剛一, 高橋 英嗣
本研究では,近赤外分光法(NIRS)を用いた筋組織酸素濃度分布のイメージング装置を開発し,運動負荷時の筋組織酸素濃度・飽和度・消費量などの時空間解析を行うことにより筋組織酸素濃度変化と筋代謝機構の因果関係を解明し,筋を対象とするNIRSイメージング法の確立を目指した.1.空間分解法を用いた筋組織酸素濃度イメージング装置の開発小型化とS/Nを両立する最適な光プローブの設計・試作を行い,ファントムを用いて試作プローブの性能を確認した.データの取得,筋組織酸素濃度のイメージングを行うシステムを作成し,32プローブ(96チャンネル)で毎秒2フレームのイメージングを実現した.2.ヒト運動負荷試験の時空間応答解析試作した時空間解析装置を用いて,種々の運動負荷に対する筋組織酸素飽和度分布の時空間応答を解析した.特に大腿部筋群,前脛骨筋について組織酸素飽和度の時空間応答を解析し,わずかな運動様式の違いを酸素飽和度の時空間解析により明瞭に把握できることを示した.また,運動プロトコルを2回繰り返して酸素消費量の時間応答を比較し,酸素飽和度が著しく低下しなければ,運動負荷による酸素負債が局所な酸素消費量に単純に加算されることを明らかにした.3.顕微分光による筋組織酸素飽和度の測定波長400〜850nm帯の波長を用いて吸光度を測定し,重回帰により散乱成分を除去して酸素飽和度を求める顕微分光システムを...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 16300142 - 微小気泡存在下での超音波照射による期外収縮発生の機序:培養心室筋細胞を用いた検討
科学研究費補助金(萌芽研究)
2004年 - 2005年
工藤 信樹, 山本 克之, 河原 剛一
○超音波パルス照射による期外収縮の発生自律拍動する培養心筋細胞に,直径数ミクロンの微小気泡を接触させた状態とさせない状態で超音波パルスを照射し,心筋細胞に生じる拍動リズムの変化を観察した.その結果,超音波診断装置に準じたパルス超音波の照射でも,以下に述べる特定の音圧と照射タイミングにおいて,超音波照射と同期して期外収縮が発生することを確認した.また,蛍光試薬を用いて細胞損傷を調べた結果,細胞膜に損傷が無くても期外収縮が起き得ることが示された.○音圧閾値超音波パルスの音圧と期外収縮の発生頻度の関連を,培養心筋細胞を用いて調べた.この検討では,昨年開発した心筋拍動非接触計測装置を用いて,心筋の収縮開始から超音波照射までのディレイを一定(350-400ms)に制御した.実験の結果,期外収縮の発生には音圧閾値があること,その値は気泡が細胞に接触した条件では明らかに低下することを確認した.これは,気泡が細胞近傍に存在する場合,より強い放射圧を受けた気泡が2次的に細胞に機械的作用をおよぼすためと考えられた.○照射時相の影響音圧を一定として,超音波を照射するタイミングを変えながら期外収縮発生の頻度を調べた.その結果,超音波パルスを心筋の収縮開始直後から約200msまでの間に照射した場合には期外収縮がまったく発生せず,これを超えると発生したことから,期外収縮の発生には時間的な閾値も存在するこ...
文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16650118 - 近赤外分光組織酸素計測値と骨格筋酸素運搬機構の因果関係に関する実験的検証
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2001年 - 2003年
山本 克之, 河原 剛一, 浜岡 隆文, 工藤 信樹
本研究は,近赤外分光法(NIRS)による筋組織酸素濃度測定値が組織酸素運搬機構といかなる因果関係にあるかを,実測,計算機シミュレーション,顕微分光法で明らかにし,NIRS測定値に対するヘモグロビン(Hb)とミオグロビン(Mb)の寄与率など,NIRS測定波形を解釈する上で不可欠な基礎資料を得ることを目的とした.(1)筋組織酸素濃度イメージングによる筋代謝の時空間解析:絶対値計測が可能な空間分解法を導入し,組織酸素飽和度を画像化できるイメージング装置を試作した.運動時と回復期の組織酸素飽和度は,運動負荷の様式や酸素負債を反映した特徴的な変化を示し,本法の有用性を実証できた.(2)運動時の筋酸素消費量の時間応答:高強度収縮時の筋血流遮断を利用し,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する新たな測定法を開発した.装置の時間分解能を約0.1sと高速化することにより,動脈阻血などを行うことなく筋収縮時の酸素消費量をほぼ瞬時に推定することが可能になった.(3)筋組織酸酸素運搬モデルによるNIRS測定値の解析:好・嫌気性代謝系,クレアチンリン酸系,および組織酸素運搬系からなる筋代謝モデルを作成し,ヒト実測結果とモデル・シミュレーションの結果を比較検討した.その結果,HbとミオグロビンMbの測定値への寄与率に関しては,HbとMbの酸素解離曲線の違いを反映し,組織の酸素化レベルによ...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 13480286 - スペックルパターンの局所ゆらぎの検出による超音波変調型光イメージング
科学研究費補助金(基盤研究(C))
2001年 - 2002年
工藤 信樹, 山本 克之
光が超音波によって変調される現象を利用し,超音波の分解能で生体内の構造や代謝情報を可視化する超音波変調型光イメージングの実現を目指して,スペックルパターンの強度変化に着目した手法を提案した.また手法の実現を目指して実験的検討を行い,以下に述べる結論を得た.・手法の提案と実験システムの開発 ストロボスコープの原理により,超音波の周波数で変調されたスペックルパターンを一般的なCCDカメラを用いて検出する手法を提案し.これを実現する観察システムを開発した.本手法では,超音波の照射条件を変えて2枚のスペックル画像を取得し,その差分をとることにより無変調光成分を打ち消して,微弱変調光の高感度な検出を実現する.・透過光イメージング ファントムを透過して出射側に発生したスペックルパターンを用いる透過光イメージングの可能性について検討した.散乱体中心にヒト乳ガンと同じ光学特性を持つ吸収体を埋め込み,これを透過光により可視化する実験(1次元イメージング)を行なった.その結果,散乱体中の吸収体の位置を従来法よりも高い空間分解能で検出できることが確認された.・反射光イメージング 透過光の強度は,散乱体の厚さの増加に伴い急激に減衰するため,光源とCCDを対向させる必要がある透過光イメージングのみでは本法の適用可能部位は乳房や頬などに限定されてしまうが,反射光も利用できればほとんどの表在臓器が適用の対...
文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 13680921 - DDSを目的とした超音波照射によるマイクロカプセルの破壊制御
科学研究費補助金(萌芽的研究, 萌芽研究)
2001年 - 2002年
山本 克之, 工藤 信樹
マイクロカプセルを用いたDDSにおいて,カプセルに付加した薬剤が効率よく細胞内に取り込まれるよう超音波の照射条件を最適化し,カプセルの破壊を制御するには,マイクロカプセルなどの微小気泡の存在が細胞への薬剤取り込みを促進するメカニズムを明らかにする必要がある.そこで本年度は,下記の2点に関する検討を行った.1.細胞と気泡の相互作用の高速度観察前年度に行った高速度観察から,気泡が急速に収縮する際に微小な流れが発生し,これが気泡の崩壊の原因になっていることが示された.そこで本年度は,このような気泡のふるまいが細胞に作用を与える可能性に関する検討を行うために,培養した血管内皮細胞を用いて,細胞と微小気泡の相互作用の高速度撮影を行った.その結果,細胞の近傍に気泡が存在する場合に,明らかに気泡のふるまいに同期した細胞の変形が観察された.これは,気泡が存在しない場合には,超音波のエネルギは細胞にほとんど作用を及ぼさずに透過してしまうが,気泡が存在する場合には,超音波のエネルギが一旦気泡の運動エネルギに変換され.気泡のふるまいにより2次的に細胞が作用を受けているものと考えられた.2.Sonoporation(細胞穿孔)のメカニズムの解明高速度観察では,細胞の変形は観察できるものの画質が低く,細胞が受ける作用を詳細に観察することができなかった.そこで,パルス超音波照射下において気泡のふるまいが...
文部科学省, 萌芽的研究, 萌芽研究, 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 13878178 - 生体の不均一構造を考慮した近赤外光組織酸素モニタの開発と筋代謝の定量評価
科学研究費補助金(基盤研究(B))
1999年 - 2001年
山本 克之, 清水 孝一, 川初 清典, 工藤 信樹, 浜岡 隆文
本研究は,筋組織酸素濃度計測における皮下脂肪層の影響を系統的に解析し,その影響を除去し得る絶対値計測可能な近赤外分光(NIRS)組織酸素モニタを開発して,本装置の最も効果的な適用分野と考えられるスポーツ医学の分野で,その有効性を実証することを目的とした.1.時間分解法を用いたin vivo計測と多層モンテカルロシミュレーションにより,組織の不均一性を考慮して,筋および脂肪層の平均的な光学特性(吸収係数,散乱係数)を決定した.2.光拡散理論を適用し,吸光度変化と吸収係数の非直線的関係をも考慮した組織酸素濃度算出式を理論的に導出し,その具体的な係数を上記光学特性から決定した.3.脂肪層の影響で近赤外分光法の測定感度が大きく減少するので,測定感度を脂肪厚で補正することにより,均質な系を仮定した上記理論式に適用可能な補正式を決定した.また,安静時の筋酸素消費量を磁気共鳴スペクトル法と試作装置で計測・比較し,補正法の妥当性を確認した.4.NIRSの運動能力の評価法として,トップレベルの選手(ノルディック複合ナショナルチーム,13名)を対象に測定を実施し,高地トレーニングにより筋組織酸素濃度回復速度が6日後で11%,11日後で20%程度増加することを見出した.5.NIRSの筋代謝の評価法として,筋収縮・弛緩に伴う血液量変化から局所的血液酸素飽和度を,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 11558100 - 穿刺型超音波マイクロプローブによる深部組織の高分解能イメージングと組織性状診断
科学研究費補助金(基盤研究(B))
1998年 - 2000年
工藤 信樹, 清水 匡, 三神 大世, 山本 克之
本研究では,穿刺型超音波マイクロプローブと,これを用いて生体深部組織の超音波断層像を取得するシステムを開発するとともに,生体組織の超音波減衰を測定することによる組織性状診断の可能性について検討し,以下の成果を得た.・穿刺型超音波マイクロプローブと画像取得システムの開発:16-20ゲージの留置針の先端に,0.8-1.0mm×1.2mm,中心周波数20MHz程度の超音波振動子を搭載したマイクロプローブを開発し,さらにこのプローブを機械的にスキャンして約6秒で2次元の超音波画像を取得できる画像取得システムを開発した.また,これを用いてウサギ肝臓の断層像を取得するin vivo実験を行い,本手法の有用性を確認した.・相関法による組織血流計測法に関する検討:生体深部の微小組織血流の検出を目的として,本研究室で従来から検討を行ってきた相関法の本手法への適用について検討し,微小血管ファントムおよびブタ腎臓を用いたin vitro実験を通じて,0.35mm程度の微小な流れを検出できることを確認した.また,ウサギを用いたin vivo実験でも,血流検出可能性を検討した.・複合共振型振動子を用いた減衰計測と生体組織の減衰機序の検討:生体組織の減衰特性から組織性状の変化を診断することを目的として,複合共振型振動子を用いて,5-40MHzの広い帯域で生体組織の減衰を計測するシステムを開発し,種々の生...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10480239 - 超音波変調型近赤外光を用いた生体イメージングの基礎的研究
科学研究費補助金(基盤研究(B))
1998年 - 2000年
山本 克之, 工藤 信樹, 清水 孝一
本研究では,超音波で光を変調することにより生体の光イメージングの分解能を向上させる手法について検討し,以下の成果を得た.・超音波による光の変調機序に関する検討 冷却光電子増倍管とロックインアンプを用いた微弱光検出システム,およびマッハツェンダ型干渉計を用いた光周波数のドプラシフト計測システムを作成し,超音波音場による光の屈折,散乱体粒子の振動による光の位相変調,超音波による光周波数のドプラシフトなどの光変調機序に関して検討し,媒質の散乱係数と変調光強度の関係を求めた.・後方散乱光によるイメージングの可能性 生体を透過する光を用いてイメージングを行う方法では,送受光器を対向させる必要があるとともに,超音波で変調された光が強い減衰を受けるため,イメージング可能な組織の厚さには強い制約があり,計測対象が頬や乳房などに限定される.そこで後方散乱光の利用可能性について検討を行い,散乱体振動による光の位相変調を干渉光学系で検出する方式を用いることにより,変調成分の検出が可能であることを見いだした.・2次元センサを用いた微弱変調光検出法の提案と有用性の確認 超音波変調光の検出感度の向上を目的として,スペックルパターンの変調を2次元センサで計測する手法について検討した.本手法の特徴は,光をパルス化することにより,通常のCCDカメラを用いた変調成分の検出を可能としていることである.実験により本...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 10480238 - 学習障害児における視聴覚刺激時の内部空間の構成に関する研究
科学研究費補助金(基盤研究(B))
1998年 - 2000年
高橋 誠, 村田 和香, 工藤 信樹, 山本 克之, 水戸部 一孝
本研究では、健常成人とLD児による到達運動の軌跡を計測し、視覚情報を回転した環境に対する適応について分析した.被験者は健常成人2名(19歳と24歳,男)とLD児2名(13歳,男)の計4名.被験者の胸の高さに設置した水平なスクリーンの下面で,正中線上のスタート地点を出発し,もう1点の視標までの到達運動を行った.各被験者それぞれ4種類の視標について各30試行を計測した.Exposure period(Trials11〜20)でのみ,カーソルはスタート地点に対して30°回転移動した手先位置を呈示する.到達運動では,はじめに素早い運動(弾道運動)が生じる.このときの運動方向と到達運動のゴールである指標の方向がなす角度を初期ずれ角θ,その後に続く修正運動も含め,軌道全体とスタート-ゴールを結ぶ直線で囲まれる面積をずれ面積Aとし,これらを適応の評価に用いた.Exposure periodの最初の試行(Trial11)において,初期ずれ角θは,健常成人,LD児ともに約-30°を示したが,ずれ面積Aについては,LD児の値が健常成人よりやや大きくなった.LD児が修正運動を不得意とした結果であると考えられる.次に,Exposure periodにおいて,試行を繰り返すにしたがって適応が生じ,ずれが減少した.減少速度は,ずれ面積Aに比べ,初期ずれ角θにおいて健常成人とLD児の差が顕著となった.Ex...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 10558015 - 超音波による光変調を用いた生体の構造と機能の近赤外光イメージング
科学研究費補助金(萌芽的研究)
1998年 - 1999年
工藤 信樹, 山本 克之
超音波で変調した光を用いて,強散乱体である生体の断層像を比較的高い空間分解能で画像化する手法に関し,平成11年度において以下に述べる検討を行った.・微弱光検出システムの改良 昨年度作成した微弱変調光検出システムの改良を行った.ロックインアンプの参照周波数の取得法を変更することなどにより,計測系のノイズレベルを50dB程度低減することができた.・透過光に含まれる変調成分の検出 超音波と光の進行方向を直交させた配置では,超音波による強度変調,位相変調ともに検出が可能であったが,散乱体の濃度が大きくなるとともにレーザ光のコヒーレンシィが低下し,強度変調のみが検出された.散乱体厚が35mmの場合,散乱係数が0.1mm^<-1>増加すると変調強度は約100dB低下した.これをもとに推測すると,超音波とレーザ光の強度の向上を合計80dB見込んだ上で,生体での観察可能な厚さは約10mmと考えられた.・後方散乱した変調光の検出 後方散乱光に含まれる変調光成分は,超音波と光を直交させた配置では検出できなかったが,光と超音波を対向させ,超音波による散乱体振動にもとづく光の位相変調を干渉光学系で検出する方式では検出できた.観察可能な深さは約5mmであり,後方散乱した超音波変調光を用いる手法の有用性が確認された.
文部科学省, 萌芽的研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10878158 - マルチセンサ方式を導入した携帯可能な近赤外組織酸素モニタの開発
科学研究費補助金(基盤研究(A))
1996年 - 1998年
山本 克之, 志賀 利一, 工藤 信樹, 高橋 誠, 清水 孝一
マルチセンサ方式を導入し,2波長近赤外分光法を用いた携帯型組織酸素モニタを開発し,その実用性を確認した.本酸素モニタでは,筋代謝動態を無拘束,実時間で定量計測可能であり,筋生理学,スポーツ・リハビリテーション医学の分野に有用な評価手段となる.本研究の主要な成果を以下にまとめる.・ 携帯型組織酸素モニタの開発:携帯可能な小型の装置とするために光源として発光ダイオードを採用し,送受光器間隔が20,30,40mmのマルチセンサ方式の組織酸素モニタを試作し,光拡散理論に基づく反射光強度の理論式と筋組織を模擬したファントム実験により算出アルゴリズムを決定した.・ 皮下脂肪,皮膚の影響の補正:筋組織酸素計測に及ぼす皮下脂肪層の影響をモンテカルロシミュレーション,実測,ファントム実験の3種の方法で系統的に解析し,脂肪層の影響の補正法を確立した.また、皮膚および皮膚血流の影響補正について検討し,送光器から3mmの位置に設置した近接受光器により,皮膚および皮膚血流の影響が除去可能であることを見い出した.・ 近赤外組織酸素モニタの有用性確認:実用性確認のためにノルディック複合オリンピック候補選手の筋組織酸素供給能力を測定し,一流選手の酸素供給能が一般成人と比較して明らかに高いことを定量化できた.・ 生体組織の光学特性の計測:酸素濃度変化の絶対量計測のための基礎的データとして,ストリークカメラを用...
文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 08558090 - 学習障害児における視聴覚刺激時の内部空間と姿勢に関する研究
科学研究費補助金(基盤研究(C))
1996年 - 1998年
高橋 誠, 村田 和香, 工藤 信樹, 山本 克之
本研究では,ヒトの内部空間の構成過程を調べることを目的とし,視聴覚刺激の時間をいろいろ変化させ,姿勢を変化させることにより時間的に内部空間がどのように構成されるかを調べた.これまで指示運動時の学習障害児の頭部および体幹の位置変化を計測してきたが,体動の指標としてさらに重心動揺計を用いて重心を計測した.これにより床近傍で磁気に乱れが生じるため計測できなかった下肢などの動きや全体的な体動を調べることができた.被験者として健常者および学習障害児を用い,得られたデータから内部空間の時間的形成過程,刺激の種類による差異および刺激ごとの内部空間の存在の有無を調べた.平成8年度は本年度の設備備品費で重心動揺計を購入し,これまで計測してきた頭部,上肢および体幹部以外に重心や下肢などの動きの計測を行うことを中心に以下の手順で行った.平成9年度には,学習障害児の計測を重点的に行い,健常者のデータと比較を行った.また,指示運動は3次元的に行われることから,その表示に適した高速処理ができるパーソナルコンピュータを購入し,データ処理を行った.平成10年度は,内部空間の構造および形成過程について検討した.
文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 08680221 - 血流判別機能を有する血管内超音波イメージング法に関する研究
科学研究費補助金(基盤研究(C))
1996年 - 1997年
工藤 信樹, 高橋 誠, 山本 克之
本研究では,IVUSへの相関法の応用として,血管内の血流計測および血管内腔の明瞭な描出を目的に検討を行なった.具体的内容は以下の通り.1.相関法に関する理論解析◯相関法による血管血流計測法の理論解析を行い,振動子寸法や集束の有無等,種々の計測条件下での血流速と相関値の関係を定式化した.2.計測システムの開発◯血管内超音波トランスデューサ 血管内に導入可能な微小振動子(1.2mmchi0.8mm)を作成した.よりS/Nの高いRF信号の取得を目的として,空間分解能の向上およびスペックルノイズの軽減について検討した.◯データ収集・相関処理システム 連続した16枚の断層像のRFエコーデータ(4MByte)をサンプリング周波数50MHzで収集,相関処理し,結果を表示する計測システムを開発した.◯血流ファントム 血管内での血流を模擬するファントムを作成し,in vitroでの評価実験に用いた.3.実用性の確認◯血流速計測(1次元分布) 上記計測システムを用い,従来のドプラ法では原理的に測定不可能であったIVUSでの流速計測が,本手法では可能であることを確認した.◯血管内腔描出(2次元像) IVUSで一般的なラジアルスキャン画像に対して相関法を適用する手法を考案し,血流と粥腫・血管壁の動きの違いを画像化することにより,血管内腔が明瞭に描出できることを実験的に確認した.相関法は,超音波に直交...
文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 08680920 - 多波長・短パルス光による生体断層撮影手法の開発
科学研究費補助金(基盤研究(B))
1996年 - 1997年
清水 孝一, 福島 菊郎, 工藤 信樹, 加藤 祐次, 山本 克之
光による生体内機能の透視および光CTの実現をめざし、多波長・短パルス光技術を用いたイメージング技術の開発に関する基礎的研究を行った。その結果、以下の成果が得られた。1.近赤外領域の多波長光源を用いて生体透視を行うことにより、体内機能情報をイメージングできることを示した。2.本原理に基づく生体透視イメージングシステムを開発した。本システムにより小型実験動物の脳機能のイメージングを試みた。その結果、体性感覚刺激により大脳体性感覚野に局在した血流変化を描出することに成功した。この結果は、生体透視による脳機能イメージングの可能性を実証した世界初の結果と考えられる。3.生体断層イメージングシステムを開発し、本原理により体内機能をCT像中に描出することを試みた。その結果、マウス腹部の局所的血流変化に伴う体内臓器(腎臓)の酸素化状態変化をCT像中にイメージングすることができた。4.フェムト秒レーザとストリークカメラを中心とする短パルス光実験装置を構築し、散乱体を透過したインパルス光の時間分解解析を可能とした。5.後方散乱光の時間分解波形を用いた断層像再構成手法を、新たに開発した。シミュレーションとファントム実験を通し、本手法の有効性を実証した。6.短パルス光の時間分解解析により、透過光中の散乱成分を調べ、入射光軸に沿って伝搬する近軸散乱光(snake photon)の挙動や特性を明らかにし...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 08458281 - 歯科矯正時の骨リモデリングに関する細胞レベルでの生体力学的研究
科学研究費補助金(基盤研究(C))
1996年 - 1997年
山本 克之, 森川 一, 工藤 信樹, 佐藤 嘉晃
生体組織の適応現象の中でも,歯科矯正時の歯槽骨のリモデリングは,特に顕著であり,かつ力学条件を明確に設定できるため,骨リモデリングの機序を解明する最適な研究対象のひとつである.本研究は,歯科矯正における歯槽骨リモデリングと力学的刺激との因果関係を,歯根部力学条件・血流・破骨細胞出現の相互関係から,生体力学的に明らかにすることを目標とした.歯周組織内の応力解析には歯根膜の材料定数が必須であるが、実測値は皆無に近い。そこでまず,ネコ歯根膜を対象に,歯根膜の材料定数を測定した.微小組織を実体顕微鏡下で測定の可能な小型の圧縮・引張試験機を開発し,応力・ひずみ特性を求めたところ,引張では速度依存性が見られないのに対し,圧縮では大きく速度に依存することが明らかになった.応力・ひずみ特性から求めた準静的状態での歯根膜の弾性率は,引張では0.37±0.11MPa,圧縮では0.079±0.017MPaであった.歯科矯正圧迫側で生じる変性組織の圧縮弾性率は,0.143±0.035MPaと有意に高値を示した.また,荷重試験中の歯根膜の体積変化からポアソン比を測定したところ,圧縮では引張に比し有意に低値を示した.次に,ネコ犬歯を対象に実験的歯科矯正を実施し,各組織切片に対応する有限要素モデルを作成して,破骨細胞出現部位の応力値を求めた.その結果,破骨細胞は,固体,矯正条件によらず,歯根膜内の最小主応...
文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 08680919 - 光および超音波による生体計測
1995年
競争的資金 - Measurements of biomedical parameters using optical and ultrasonic techniques
1995年
競争的資金
産業財産権
- 超音波プローブ及び超音波診断装置
特許権
特許公開平9−522 - 衝撃波治療装置
特許権
特許公開平8−308849 - 衝撃波治療装置
特許権
特許公開平8−299350 - 超音波診断装置
特許権
特許公開平8−294490 - 衝撃波治療装置
特許権
特許公開平8−252259 - 超音波探触子
特許権
特許公開平8−191835 - Heat measurement apparatus for inspecting therapeutic energy waves
特許権
US-A1-005465625 - 結石破砕装置
特許権
特許公開平6−327691 - 超音波測定用ハイドロホン
特許権
特許公開平6−241885 - Shockwave treatment apparatus
特許権
US-A1-005174294 - 音圧測定装置
特許権
特許公開平5−306961 - Pressure measurement apparatus for inspecting therapeutic energy waves
特許権
US-A1-005357805 - A pressure measurement apparatus for inspecting therapeutic energy waves (DE,FR)
特許権
EP-A2-000509800 - 圧力測定装置
特許権
特許公開平5−72071 - Shock wave generating apparatus capable of setting moving direction of shock wave generating source to ultrasonic tomographic image plane
特許権
US-A1-00521310 - 超音波治療装置
特許権
特許公開平5−192343 - 超音波結石破砕装置
特許権
特許公開平5−31119 - Acoustic wave therapy apparatus (DE,NL)
特許権
EP-A1-000404121 - Acoustic wave therapy apparatus
特許権
US-A1-005095907 - 衝撃波治療装置及び温熱治療装置
特許権
第2968561号 - Shock wave generating apparatus capable of setting moving direction of shock wave generating source to ultrasonic tomographic image plane (DE,FR)
特許権
EP-A1-000397056 - Shock wave treatment apparatus (DE,FR)
特許権
EP-A1-000548048 - Shock wave treatment apparatus (FR, DE)
特許権
EP-A1-000367116 - 超音波治療装置
特許権
第2937344号 - 衝撃波治療装置
特許権
1867287 - 衝撃波治療装置
特許権
第2645038号