非破壊工学技術を応用した非侵襲的腎盂内圧測定の新規開発

利用无损工程技术实现无创盆腔内压力测量的新进展

• 批准号: 21K12728
• 负责人: 西村 謙一
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12728/
• 关键词: 反射波; 生体膜; 腎盂内圧; ガイド波

無症候性水腎症の病態は，腎盂尿管移行部の狭窄により腎盂から尿管の通過障害が起こり腎盂内に尿が停滞する。そして，腎盂内圧上昇により腎実質での尿の産生障害，尿の直接的な腎実質への圧排が腎機能を悪化させると考えられている。しかし，腎盂内圧を測定する方法は体表より腎盂に針を穿刺し直接圧力を測る非生理的な侵襲的検査（Whitaker test）であり，手術適応をきめる検査としては使用されていない。腎盂内圧が与える腎実質への影響を解明することが水腎症の病態を把握する上で重要である。そのために，生理的かつ非侵襲的な腎盂内圧測定方法を開発することが必要となる。そこで我々は超音波エラストグラフィとガイド波センシングを組み合わせた測定理論を提案し，実験モデルを用いて検証をする。実際の腎盂を用いた実験では、皮膚から壁面までの距離、壁面の不均一性といった因子により腎盂内圧と膜厚の正確な評価が難しいと判断した。まず基礎実験モデルとして、ゴムシートを用いてパルスエコー法によるゴムシート厚と張力の関係について調査を行った。推定腎盂内圧の範囲内の応力（張力）において、ゴムシート厚みの変化は認めなかった。また、応力（張力）が上がると弾性が増すことがわかった。次の段階として、生体膜である腎盂壁を用いて同様の測定を行ったが、ゴムシートと同様に張力（応力）が変化させても腎盂壁の厚みは変わらないが、弾性は増した。これらの結果を用いて、壁内を伝わるガイド波の調査を行う。

无症状肾积水的病理情况是肾盂与输尿管交界处狭窄，导致肾盂至输尿管的通道受阻，导致尿液滞留在肾盂内。人们认为，盆腔内压力增加会导致肾实质中的尿液产生受损，尿液直接排入肾实质，从而使肾功能恶化。但测量盆腔内压力的方法是一种非生理性侵入性试验（惠特克试验），即从体表将针插入肾盂直接测量压力，并不作为判断手术是否适合的试验。阐明盆腔内压力对肾实质的影响对于理解肾积水的病理学具有重要意义。因此，有必要开发一种生理性、非侵入性的测量盆腔内压力的方法。因此，我们提出了一种结合超声弹性成像和导波传感的测量理论，并使用实验模型进行验证。在使用实际肾盂的实验中，由于皮肤到肾盂壁表面的距离以及壁表面的不均匀性等因素，准确评估肾盂内压力和膜厚度是困难的。首先，作为基本实验模型，我们使用橡胶片通过脉冲回波法研究了橡胶片厚度与张力之间的关系。在估计骨盆内压力范围内的应力（张力）下，没有观察到橡胶片厚度的变化。研究还发现，随着压力（张力）的增加，弹性也会增加。下一步，使用肾盂壁进行类似的测量，肾盂壁是一种生物膜，与橡胶片一样，即使张力（应力）发生变化，肾盂壁的厚度也不会改变，但它的厚度不会改变。弹性增加。利用这些结果，我们将研究在墙壁内传播的导波。