2019 Fiscal Year Annual Research Report
光・超音波の統合及び光の位相空間制御による高機能光音響イメージングシステムの開発
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16H01856
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
椎名 毅 京都大学, 医学研究科, 教授 (40192603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸井 雅和 京都大学, 医学研究科, 教授 (10207516)
山川 誠 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (60344876)
浪田 健 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (10571250)
近藤 健悟 京都大学, 充実した健康長寿社会を築く総合医療開発リーダー育成リーディング大学院, 特定助教 (50649233)
新田 尚隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 可視化 / 非侵襲生体計測 / 光音響イメージング / がん診断 / マルチモダリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに設計・試作した550素子からなる超音波・光音響一体型３D計測プローブに、レーザ照射系、超音波の送受信系を組み合わせて画像計測システムを構築した。これを用いて、ファントムの光音響像および超音波像の計測を行い、画像の解像度、コントラストを評価した結果、ほぼ設計通りの特性を示すことが確認された。今回の計測システムに用いた受信アンプのチャンネル数は、センサ素子数より少ないため、アンプへの接続をマルチプレクサで切り替える必要から、完全な実時間計測は難しかったが、人の指や腕などの計測を行った結果、これまでのスパースアレイのセンサのようなプローブを走査をせずに、1か所の計測でも、高画質な超音波と光超音波の３D計測が可能なことが確認された。
一方で、1回の計測で画像化可能範囲であるROIのサイズは、プローブの音響的な焦点域で決まると同時に、励起光の照射範囲の影響も受けるため、測定範囲を広くするには、一様で広範囲の照射法を考える必要があることが確認された。また、現在は、プローブと測定対象をともに、水浸して計測したが、今後、臨床適用を進める上では、プローブと測定対象間にウォーターバックか、光と音の減衰の少ない材料でのカプラをつけるなどの改良が必要と考える。
また、上記以外にも、これまでに開発したプローブを用いて、関節炎モデルラット等を対象に、超音波と光超音波の同時計測や、炎症性血管の増加や酸素飽和度の変化の評価が可能なことを実証した。
以上から、高機能で実用的な光音響イメージングの実現をめざすという、本研究の目的は達成できたと判断する。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Real-time 3D Photoacoustic Visualization System with a Wide Field of View for Imaging Human Limbs2019
Author(s)
1)K. Nagae, Y.Asao ,Y. Sudo, N. Murayama, Y. Tanaka, K.Ohira,Y. Ishida, A.Otsuka, Y. Matsumoto, S. Saito, M. Furu, K.Murata, H. Sekiguchi, M. Kataoka, A.Yoshikawa, T.Ishii, K.Togashi,T.Shiina, K.Kabashima, M.Toi, T. Yagi,
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Journal Title
F1000Research
Volume: 7
Pages: 1813-1-25
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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