2015 Fiscal Year Research-status Report
生体電気インピーダンス法と超音波撮像法を融合した新しい組織イメージング法の開発
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15K00240
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
福田 修 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20357891)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥村 浩 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50251195)
村木 里志 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (70300473)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インピーダンス / トモグラフィ / 超音波 / 逆モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，着想の妥当性を確かめるためにソフトウェアによるシミュレーション環境を整えるとともに，予定を前倒ししてハードウェアの一部試作を行なった．また，最終年度に解析を予定している実データ（肥育牛の胸最長筋）の計測を行なった．
シミュレーション環境は，MATLAB（MathWorks社）をベースとしたソフトウェアライブラリであるEIDORS（http://eidors3d.sourceforge.net/）を利用して構築した．このライブラリは，インピーダンストモグラフィに特化した関数群を備えており，簡単なMATLABプログラムの記述で順モデル・逆モデルの計算が可能である．検証するモデルは，円柱型の水槽に，円柱型の非伝導体を挿入した構造とし，それらを水平面上にスライスした一平面についての解析を行なった．円柱の周囲には，等間隔で16個の電極を配した．この内，2つの電極に電流を印加し，他の14電極間の電位差を計測するものとする．電流を印加する電極では計測を行わないため，計測データは13×16=208個となる．これらにより計測した電圧データから，逆モデル解析により，検証モデルを精確に推定できることが明らかとなった．さらに，計測誤差の影響を解析するために，計測値にノイズを加えて検証を行った．この場合，推定値は不安定となった．今後は提案手法に基づいて，この誤差を軽減することを検討する．
ハードウェアシステムでは，ポリエチレン容器を加工して，16極のビス電極を配したモデルを製作した．次年度より計測実験を実施する予定である．また，肥育牛のデータ計測が可能であるかを見極める目的で，生牛の体表面からのインピーダンス測定を実施するとともに，同一箇所の超音波画像の計測を行った．インピーダンス値と皮下構造が同時に計測可能であることを実証した．
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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
MATLABをベースとしたソフトウェアライブラリEIDORSを利用して，高機能なシミュレーション環境を早期に構築できた反面，本提案の重要な技術の一つである境界条件の導入までには至らなかった．ライブラリを使用するテクニックを習得するのに時間を要したためである．ただし，その間に当初の予定では次年度以降に予定していたハードウェア実験の準備や，実データの計測をすすめることができ，トータルでの研究進捗には大きな問題はないと考えている．前述の問題については解決の糸口を見出しつつあり，次年度以降は，計画通りの遂行に努めたいと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きシミュレーションによる検証を深めていくとともに，次年度はハードウェア実験を進めたいと考えている．研究課題の大きな変更はない．
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| Causes of Carryover |
予定していた国際会議発表と解析の一部が，実施できなかったため．次年度に予算を持ち越すこととなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度には，予定していた解析を完了するとともに，国際会議に参加して成果発表を実施することを考えている．
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