2015 Fiscal Year Research-status Report
光と音響の生体内伝播理論に基づく胎児への酸素供給モニタリングシステムの開発
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15K06125
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
大川 晋平 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 医学教育部医学科専門課程, 助教 (20432049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 宏之 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00632580)
平沢 壮 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, その他部局等, 助教 (60583086)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 信号処理 / 光音響 / 画像再構成 / 逆問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎児の発育には母体内の環境（胎内環境），特に胎児への酸素の供給状態が重要であり，本研究では光音響計測を用いて胎盤などにおける血液の酸素飽和度をモニタリングするための基礎研究を進めている．
母体体表から照射したレーザー光が血液によって吸収された際に生じる光音響を測定し，体内組織の血液濃度や酸素飽和度分布を画像再構成する際に必要な生体内の光と光音響伝播シミュレーション技術の開発を進め，それを基にして画像再構成を行うアルゴリズムを構築している．
平成２７年度は有限要素法を用いた光伝播シミュレーションや有限差分法による光ふく射輸送方程式解法の高精度化に関する研究を行った．光音響の発生と伝播に関するシミュレーションと実測データとの比較をおこなった．また，光音響測定データから画像再構成を行う際にアルゴリズムに用いる近似法の影響を調査した．さらに，ウサギを用いた実験を行い，光音響を用いて生体内の血液濃度を計測するための動物実験に必要な知見を収集した．
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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
光音響測定データから画像再構成を行うために必要な生体内の光と音響の伝播シミュレーションと，画像再構成アルゴリズムのアルゴリズムの基礎となる部分については開発が行われ，次年度以降に行われる動物実験の準備も進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
光音響測定に使用するレーザーとデータ取得装置の準備を行い，動物実験を行う．実測データから画像再構成が行えるよう，画像再構成アルゴリズムを改良する．
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| Causes of Carryover |
画像再構成に必要な計算機の選定にあたって再検討を行うため，購入を見送った．また，いくつかの学会発表において開催者が旅費等を負担したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ファントム及び動物実験の回数を増やしてデータをより多く収集したり，国内会議参加や論文出版を行うことで予算を有効活用する．
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] 光音響信号を用いた生体組織の光学特性値推定2015
Author(s)
立川誠四郎, 大川 晋平, 精 きぐな, 平沢 壮, 櫛引 俊宏, 藤田 真敬, 石原 美弥
Organizer
日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2015
Place of Presentation
東京
Year and Date
2015-10-28 – 2015-10-30
