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J-GLOBAL ID：201702272095911680   整理番号：17A1185824

高周波範囲におけるHalobacterium salinarumガス胞の音響挙動:実験とモデル化【Powered by NICT】

Acoustic Behavior of Halobacterium salinarum Gas Vesicles in the High-Frequency Range: Experiments and Modeling

著者 (8件)： Cherin Emmanuel (Sunnybrook Research Institute, Physical Sciences, Toronto, Ontario, Canada) ,  Melis Johan M. (Division of Biology and Biological Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) ,  Bourdeau Raymond W. (Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) ,  Yin Melissa (Sunnybrook Research Institute, Physical Sciences, Toronto, Ontario, Canada) ,  Kochmann Dennis M. (Division of Engineering and Applied Science, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) ,  Foster F. Stuart (Sunnybrook Research Institute, Physical Sciences, Toronto, Ontario, Canada) ,  Foster F. Stuart (Department of Medical Biophysics, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada) ,  Shapiro Mikhail G. (Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA)
資料名： Ultrasound in Medicine and Biology  (Ultrasound in Medicine and Biology)
巻： 43  号： 5  ページ： 1016-1030  発行年： 2017年 
JST資料番号： H0578A  ISSN： 0301-5629  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ガス小胞(GV)は,その音響特性は十分に解明されていないサブミクロンサイズの生物学的に導かれた超音波造影剤の新しいユニークなクラスである。本研究では,12.5~27.5MHzの範囲の送信中心周波数でのHalobacterium salinarumガス胞の音響崩壊圧力と挙動を研究した。音響崩壊圧はすべての周波数で550kPa以上であることが見出され,静水圧条件下で観察される限界圧よりも高い九倍であった。160kPaの範囲の崩壊圧力に入射圧力で超音波に曝露されたとき,ガス小胞は非線形的に挙動することを示し,0.89~8mPa範囲の粘度を持つ媒質中の基本的な以下の 2~ 6dBの二次高調波振幅を発生させる。座屈と動的有限要素解析を考慮したRayleigh Plesset型モデルを使って行ったシミュレーションは,座屈が高調波の発生の背後にある機構であることを示唆する。20MHzとRayleigh-Plessetモデル予測で測定した基本に相対的な第二高調波のレベルの間の良好な一致を見出した。有限要素シミュレーションはこれらの知見を拡張した非球状形状に,音響座屈圧力は静水圧条件下で臨界圧力に対応することを確認し,調べた周波数範囲で圧縮相中のGVシェルを横断する限定されたガス流の仮定を支持した。シミュレーションから,GV帯域制限散乱の推定値は単一GVは赤血球のそれに匹敵する散乱断面積を持つことを示した。これらの知見は,超音波を用いたそれらの検出を最適化するためのGVベース造影剤とパルス列の開発に有用である。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 超音波 ,  *モデリング ,  パルス列 ,  *HF【周波数】 ,  音響特性 ,  散乱 ,  *モデル ,  最適化 ,  媒質 ,  高調波 ,  静水圧 ,  *音響 ,  造影剤
準シソーラス用語： 有限要素シミュレーション ,  超音波造影剤 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： サブミクロンガス小胞 ,  造影剤 ,  高周波超音波 ,  座屈 ,  モデリング

分類 (2件)： 生体計測  (EL03020C) ,  診断用薬の基礎研究  (GW20010P)

タイトルに関連する用語 (6件)： 高周波範囲 ,  Halobacterium ,  音響 ,  挙動 ,  実験 ,  モデル化