2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H04017
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
穂積 直裕 豊橋技術科学大学, 国際協力センター, 教授 (30314090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 直彦 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (10255648)
吉田 祥子 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40222393)
山本 清二 浜松医科大学, メディカルフォトニクス研究センター, 教授 (60144094)
西條 芳文 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超音波顕微鏡 / 生体細胞 / 粘弾性イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、再生医療や動物実験を伴わない薬剤効果の評価などへの応用を目指し、生体細胞を広帯域集束超音波を用いて定量観察し、粘弾性パラメータによる2次元プロファイルとして表示するシステムの実現を目指す。平成27年度は以下を実施した。
(1) 培養器の設計・試作
高分子フィルムで隔離された細胞に対して上下方向から集束超音波を送波するため、特別な培養器を設計試作した。培養器は基板フィルム1枚または2枚を含むものとし、必要に応じ培養空間の厚さを自由に変化できるものとした。培養時には培養液の流動を確保する必要があることから、基板の間隔を拡げるが、超音波振動子の作動距離はレンズ先端から100μm程度以下となるため、観察時にはこの間隔を細胞厚さ程度に狭くする。計測の再現性を確保するために、この間隔は超音波の反射をモニタして一定に保つようにした。基板材料としてポリスチレンを使用するが、横波に対する応答を測定する場合には縦波と横波の応答が時間軸上で重ならないアクリル樹脂を使用する。
(2) 観察システムの設計・試作
直線状に音軸を合わせた2個の振動子を配置し、音軸を保ったまま水平方向(x-y方向)に走査するシステムを設計試作した。振動子は個別のパルス発生器を用いて駆動し、受信した反射波形は適宜増幅と波形整形を行った後2チャンネルのA/D変換器を通して計測用コンピュータに入力する。光学顕微鏡による同視野の観察が可能なように、ステージを工夫した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
装置の試作、データ取得と、音場解析結果から粘弾性を推定するプログラムの作成が完了していることなどから、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
走査装置を高速化するとともに、実際に細胞を培養して非侵襲連続観察を行い、データを蓄積する。音響パラメータを正確に取得するとともに、粘弾性パラメータへ変換し表示するためのプログラムの作成を開始する。
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