1997 Fiscal Year Annual Research Report
視覚サーボ制御機構をもつ高速度CCD生体顕微鏡による心筋壁深部微小循環の解析
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09558125
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山森 伸二 日本光電工業(株), R&Dセンター, 研究職
松本 健志 川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 講師 (30249560)
矢田 豊隆 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279)
梶谷 文彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70029114)
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| Keywords | 視覚サーボ / 高速度CCD顕微鏡 / 光マ-カ / 微小循環 |
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| Research Abstract |
高解像度・高速度CCDニードルプルーブ型生体顕微鏡の試作を目標とする。現在のプロトタイプCCD顕微鏡では、毎秒30フレームのイメージングであるが、生理的拍動下にある心内膜側微小血管の観察を可能とし、収縮期および拡張期の血管径が約20%変化することを世界で初めて明らかにした。本年度は(1)可及的に少ない侵襲で計測しうるプローブ、(2)血流マ-カに追従しうる高速カメラ、(3)光マ-カの選択に絞って研究を進めた。具体的には、(1)照明ガイド付細径ニードルレンズ開発:解像度の維持と細径化を実現するため微小リレーレンズを用いたニードルレンズを試作し、直径を2mm程度まで細径化しても、従来の解像度が維持できることが分かった。(2)高解像度かつ高速度のCCDカメラの開発:ニードルレンズで結像した微小循環画像をプリズムによって配分し、2台のCCDカメラにて同時に撮像するプロトタイプカメラ部を試作した。(3)可視光で鮮明に観測できる最適光マ-カの選択:NbもしくはZrの微細粒子が含まれているスチレン粒子(直径5〜15μ)が最も鮮明に可視光で描出できることを確認し、毛細管レベルは5μm以下が、細動脈・静脈レベルでは15μ程度のマイクロスフェアが血流動態観察に適していることが分かった。(4)観察視野内微小循環の特徴量検出アルゴリズム試作:視覚サーボマニピュレータの入力信号となる、微小循環画像の特徴量の抽出プログラムを作成し、計算機上で視覚サーボマニピュレータの駆動シミュレーションをし、基礎的データを得た。
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[Publications] 小笠原康史: "高速度CCD生体顕微鏡による実質臓器微小循環の血流血管動態の可視化" 日本バイオレオロジー学会誌. 11・4. 195-201 (1997)
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[Publications] Yasuo Ogasawara: "Flow velocity measurement in carine myocardial capillary vessels by high-speed needle-probe CCD microscope" Circulation. 96・8. 2-139 (1997)
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[Publications] 立花博之: "高速度生体顕微鏡による心内膜側細動脈の血流パターンの計測" 医用電子と生体工学. 35・suppl・2. 147- (1997)
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[Publications] 小笠原康夫: "高速度CCD生体顕微鏡と光マ-カを用いた冠微小循環血流・血管動態の可視化" 第45回レオロジー討論会講演会要旨集. 23-24 (1997)
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[Publications] Eiji Toyota: "Analysis of Subepicoridial microstrains of in vivo canine heart using heuly developed high-speed CCD intravital video microscope." Medical & Biological Engineering & Computing. 35・Suppl・1. 255 (1997)
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[Publications] Osamu Hiramatsu: "In-vivo obserration of the intramural arterioles and venules in beating canine heart" Journal of Physidogy(London). (in press).
