| Project/Area Number |
22K18785
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Matsuura Yuji 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (30536082)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 光音響分光法 / 中赤外光 / スペクトラルイメージング / 光超音波 / 中赤外光イメージング / 赤外分光法 / 生体分光分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，中赤外光を光源とした場合の，超音波発生メカニズムを明らかにするとともに，パルス幅，繰り返し周波数，および照射光強度などについて，最適な条件を探索する．そして，その条件下でまずは固定点における生体組織サンプルの赤外分光スペクトルを取得し，組織を構成する分子の分析が可能であることを示す．その後は，照射光を二次元的に走査してハイパースペクトル画像の取得を試みる．具体的な実施項目は次の４点である．
１）生体組織の分光スペクトル分析法の確立，２）QCL変調周波数およびパルス幅の最適化，３）固定点測定による生体成分分析，４）二次元イメージング装置の構築と生体ファントム測定
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study was to perform imaging of biomolecular components by detecting ultrasonic waves generated inside biological tissues when pulse-modulated mid-infrared light is irradiated to the tissues. First, using a piece of beef as a sample, we succeeded in acquiring images according to the muscle and fat components. Next, we focused on 2HG, which is considered to be a marker of brain tumors, and performed imaging of porcine brain with 2HG added.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近赤外レーザを用いて行われている光音響イメージングを中赤外レーザを用いて行うには高価かつ大型のレーザを必要とするが，本研究の手法ではQCLを用いることにより小型かつ安価なシステムを構成でき，非接触での腫瘍イメージングなどへの応用が期待できる．また中赤外レーザパルス光照射により生成される超音波発生メカニズム自体が未解明な点が多いうえ，それを生体組織分光に応用しようとする報告はこれまでなく，学術的な意義も高い．
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