• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Improvement in optgenetics with optical biomedical tomography

Research Project

Project/Area Number 18K04188
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research InstitutionNational Defense Medical College

Principal Investigator

Shinpei Okawa  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (20432049)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 櫛引 俊宏  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 准教授 (30403158)
平沢 壮  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (60583086)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords生体光イメージング / 計測工学 / photoacoustic imaging / image reconstruction / 光音響イメージング / 生体医光学
Outline of Final Research Achievements

In some novel medical treatment technologies, such as optgenetics which controls the functions of the cells by irradiation of light, imaging of the light absorption by the photon absorbers including specific proteins and drugs will improve the precision of the treatment. For photoacoustic tomography to image the absorption of light in the biological tissue, the quantitative image reconstruction method employing numerical simulation of light propagation and sparse modeling was developed, and it was demonstrated that the developed image reconstruction method improved the spatial resolution and the quantification capability of the photoacoustic tomography by the numerical, phantom, and animal experiments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって生体内で光を吸収して効果を発揮する薬剤やたんぱく質の濃度分布のイメージング計測について一定の知見とノウハウを得ることができた。この技術を応用することによって、オプトジェネティクスや光線力学療法光、光免疫療法、低出力レーザー治療等の光を用いた治療技術において、治療のターゲットとなる薬剤やたんぱく質等がどれくらいの濃度で存在するかをイメージングして治療精度の向上が図れるようになる。将来的には生体深部にまで侵達する近赤外光によって効果を発揮する薬剤等の開発など、薬剤の開発等を含む周辺研究分野との協力によって患者と医師の負担を軽減する高い精度の光治療技術に発展していくことが期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Numerical Simulation of Photoacoustic Effect and Its Possibility of Applications to Diagnostic Imaging and Treatment Support2020

    • Author(s)
      大川 晋平, 平沢 壮, 辻田 和宏, 櫛引 俊宏, 石原 美弥
    • Journal Title

      Nippon Laser Igakkaishi

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 348-358

    • DOI

      10.2530/jslsm.jslsm-40_0033

    • NAID

      130007785793

    • ISSN
      0288-6200, 1881-1639
    • Year and Date
      2020-01-15
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoacoustic tomography reconstructing absorption coefficient and effect of regularization minimizing p-norm2020

    • Author(s)
      Okawa Shinpei、Hirasawa Takeshi、Kushibiki Toshihiro、Fujita Masanori、Ishihara Miya
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 11240 Pages: 132-132

    • DOI

      10.1117/12.2551478

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Validation study of a quantitative photoacoustic image reconstruction using Monte Carlo method and linearization2019

    • Author(s)
      Okawa Shinpei、Hirasawa Takeshi、Tsujita Kazuhiro、Kushbiki Toshihiro、Fujita Masanori、Ishihara Miya
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 10878 Pages: 1087855-1087855

    • DOI

      10.1117/12.2511836

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光音響トモグラフィによる光吸収係数分布画像化におけるp-ノルム正則化2020

    • Author(s)
      大川晋平,平沢 壮,櫛引俊宏,藤田真敬,石原美弥
    • Organizer
      レーザー学会第547回研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 光音響計測による吸収係数分布の3次元画像再構成2020

    • Author(s)
      大川晋平,平沢 壮,櫛引俊宏,藤田真敬,石原美弥
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 光音響技術による光吸収係数分布のイメージングとその診断・治療支援への応用可能性2019

    • Author(s)
      大川晋平,平沢 壮,櫛引俊宏,藤田真敬,石原美弥
    • Organizer
      第40回日本レーザー医学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 光音響トモグラフィーと定量的画像再構成2018

    • Author(s)
      大川晋平, 平沢 壮, 辻田和宏, 櫛引俊宏, 石原美弥
    • Organizer
      第37回日本医用画像工学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Quantitative photoacoustic image reconstruction with linearization and l1-norm minimization2018

    • Author(s)
      Okawa Shinpei
    • Organizer
      Inverse problems and medical imaging
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 光音響イメージングと定量的トモグラフィー画像再構成2018

    • Author(s)
      大川晋平,平沢 壮,辻田和宏,櫛引俊宏,石原美弥
    • Organizer
      第25回医用近赤外線分光法研究会 Medical Optics & Spectroscopy 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 生体内分子濃度分布の定量的光音響トモグラフィー2018

    • Author(s)
      (2)大川晋平, 平沢 壮, 辻田和宏, 櫛引俊宏, 齋藤大蔵, 浦野泰照, 石原美弥
    • Organizer
      第13回日本分子イメージング学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi