| Project/Area Number |
23K04613
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西村 隆宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | レーザー治療 / 生体組織光学 / レーザーマイクロサージェリー / 散乱フォーカシング |
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| Outline of Research at the Start |
レーザー治療は低侵襲治療として普及しているが，施術時に組織内光分布が十分に考慮されておらず，治療効果の再現性や病変組織周辺への副作用が問題とされる．組織内の局所領域への光照射には，散乱の影響を相殺する光波制御に基づく散乱フォーカシングが有効である．臨床応用には，音響信号計測のための圧電素子の接触，大規模な自由空間光学系，曲面かつ広範囲な対象への照射，に課題がある．本研究では，ファイバー光学系による波面制御に基づいた非接触な全光型散乱フォーカシングを実現し，ロボットアームにより任意の表面形状に対して組織内局所照射が可能な治療光照射技術を創出する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，正常組織への損傷がない非侵襲治療モダリティの創出に向けて，レーザー治療作用を細胞スケールにて制御する光照射手法を実現することを目標に実施ている．レーザー治療は低侵襲治療として普及しているが，施術時に組織内光分布が十分に考慮されていないため，治療効果の再現性や病変組織周辺への副作用が問題とされる．組織内の局所領域への光照射には，散乱の影響を相殺する光波制御に基づく散乱フォーカシングが有効である．本研究では，臨床応用を見据えて，ファイバー光学系による波面制御に基づいた非接触な全光型散乱フォーカシングの確立を目的とする．
今年度は，非接触な計測による散乱フォーカシングの実現に向けて，光信号による標的部位への集光度のモニタリング手法を検討した．また原理実証に向けた光学系の設計を行なった．波長532nmのナノ秒レーザー光源と光変調器からなる波面制御の光学系とそれの制御を行うソフトウェアを構築した．また，波面設計のアルゴリズムについても検討した．実証実験に向けて，生体組織を想定して吸収係数，散乱係数を調整したメラノソームを含む光学ファントムを作成した．波面変調なしでレーザー光照射した際のフルエンスとメラノソーム破壊深さの評価を行い，対象深さに必要となるフルエンスについて評価した．この評価結果をもとに，散乱体集光技術によるレーザー治療における照射フルエンスが低減に向けた評価の基盤を構築した，
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初リアルタイム照射に向けた波面設計アルゴリズムの実装を予定していたが、対象の組織の光学特性のばらつきなどの要因により、光信号からの波面設計手法の高速化が未完了であるため、やや遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
波面設計手法を確立するとともに，ファイバーバンドル光学系による実装を行い，ロボットアーム搭載による任意面での非侵襲治療に向けた原理実証に取り組む．
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