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2018 Fiscal Year Annual Research Report

A new technology for tissue diagnosis with combination of Raman scattering spectrometry and bioimpedance measurement

Research Project

Project/Area Number 16H05238
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

高成 広起  徳島大学, 病院, 特任講師 (70723253)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 高教  大分大学, 理工学部, 准教授 (40243969)
橋本 悟  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任准教授 (60352150)
芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (80396259)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsラマン散乱光分析 / 組織インピーダンス / 医用工学
Outline of Annual Research Achievements

光照射による組織診断を可能にする基盤技術の開発を目指して、レーザー照射によって発生する微弱なラマン散乱光の分析を光ファイバーを通して行う、新しいシステムを構築した。脂肪酸などの標準試料では明瞭なラマン散乱光のスペクトルを検出することが出来るようになった。また生体組織から発生する極めて微弱なラマン散乱光も検出することが出来ている。但し、特に微弱な散乱光については、光ファイバーの材質によって検出感度が著しく異なるため、今後はファイバーと機器の最適化を行っていく方針である。また、ラマン散乱光分析のみでは生体を構成する物質の特定までは困難であるため、質量分析や他の分光分析の技術と融合していくことも検討している。
本研究では同時に、組織に交流電流を通電した時に記録されるインピーダンス(抵抗値)を測定するシステムを導入した。インピーダンスと散乱光スペクトルの間で一定の相関を認めることが出来た。特に正常組織と線維化を生じた組織(いずれもマウスの心臓で検証)においては、線維化組織で特異的なラマン散乱光スペクトル記録できた部位においては、インピーダンス値の上昇が認められた。ただしインピーダンスの測定値は組織の部位によってバラツキがあり、絶対値としての定量性に欠ける印象を受けた。今後は、インピーダンスの定量評価を行うための電気回路の構築などを検討する。
現在の臨床現場で組織診断を行う場合、患者から組織を採取して固定・染色し、病理診断医が目視観察で診断を下す。迅速性を求められるにもかかわらず手間と時間がかかってしまう上、診断医の技量や人手不足などが問題となっている。本技術が社会実装された場合、光照射と交流通電のみで組織診断が可能となる可能性があり、上記の病理診断に伴う問題点が解決できることが期待される。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University Medical Center Utrecht(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      University Medical Center Utrecht
  • [Int'l Joint Research] University of Vienna(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      University of Vienna
  • [Journal Article] Direct free radical scavenging effects of water-soluble HMG-CoA reductase inhibitors.2019

    • Author(s)
      Umeda R, Takanari H, Ogata K, Matsumoto S, Kitano T, Ono K, Tokumaru O.
    • Journal Title

      J Clin Biochem Nutr

      Volume: 64 Pages: 20-26

    • DOI

      doi: 10.3164/jcbn.18-48.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interleukin 10 Treatment Ameliorates High-Fat Diet-Induced Inflammatory Atrial Remodeling and Fibrillation.2018

    • Author(s)
      Kondo H, Abe I, Gotoh K, Fukui A, Takanari H, Ishii Y, Ikebe Y, Kira S, Oniki T, Saito S, Aoki K, Tanino T, Mitarai K, Kawano K, Miyoshi M, Fujinami M, Yoshimura S, Ayabe R, Okada N, Nagano Y, Akioka H, Shinohara T, Akiyoshi K, Masaki T, Teshima Y, Yufu K, Nakagawa M, Takahashi N.
    • Journal Title

      Circ Arrhythm Electrophysiol

      Volume: 11 Pages: e006040

    • DOI

      doi: 10.1161/CIRCEP.117.006040.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dehydroevodiamine and hortiamine, alkaloids from the traditional Chinese herbal drug Evodia rutaecarpa, are IKr blockers with proarrhythmic effects in vitro and in vivo.2018

    • Author(s)
      Baburin I, Varkevisser R, Schramm A, Saxena P, Beyl S, Szkokan P, Linder T, Stary-Weinzinger A, van der Heyden MAG, Houtman M, Takanari H, Jonsson M, Beekman JHD, Hamburger M, Vos MA, Hering S.
    • Journal Title

      Pharmacol Res

      Volume: 131 Pages: 150-163

    • DOI

      doi: 10.1016/j.phrs.2018.02.024.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Testosterone-mediated upregulation of delayed rectifier potassium channel in cardiomyocytes causes abbreviation of QT intervals in rats.2018

    • Author(s)
      Masuda K, Takanari H, Morishima M, Ma F, Wang Y, Takahashi N, Ono K.
    • Journal Title

      J Physiol Sci

      Volume: 68 Pages: 759-767

    • DOI

      doi: 10.1007/s12576-017-0590-4.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 房室結節における心拍制御機構の解析:コンピュータシミュレーションによる検討2018

    • Author(s)
      稲田 慎,柴田仁太郎,芦原貴司,中沢一雄
    • Journal Title

      計測と制御

      Volume: 57 Pages: 563-569

    • DOI

      doi.org/10.11499/sicejl.57.563

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time imaging of clinical non-paroxysmal atrial fibrillation by newly developed online real-time phase mapping system: The ExTRa Mapping project from Japan2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Journal Title

      APHRS Newsletter

      Volume: 36 Pages: 3-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The influence of KATP channel abnormality on calcium handling of endoplasmic reticulum.2019

    • Author(s)
      Takanari H
    • Organizer
      The 9th. Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 標準術式に抵抗性を示す心房細動の維持機構であるローターの映像化と制御:新たな治療戦略の構築に向けて2019

    • Author(s)
      芦原貴司,小澤友哉,奥山雄介,藤居祐介,加藤浩一,中川義久,杉本喜久,原口亮,稲田慎,中沢一雄
    • Organizer
      第58回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] Is the ExTRa Mapping-guided ablation targeting non-passively activated areas a novel and effective approach for non-paroxysmal atrial fibrillation?2019

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第83回日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] ExTRa Mappingの原理/使用上の注意/リミテーション2019

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      ExTRa Mapping適正使用講習会、特別講演
    • Invited
  • [Presentation] 非発作性心房細動の映像化で見えてきた新たなアブレーション戦略2019

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第42回阪神アブレーション電気生理研究会、特別講演
    • Invited
  • [Presentation] 皮膚の炎症を定量評価する光技術を用いた計測機器開発2018

    • Author(s)
      高成広起
    • Organizer
      第6回TR推進合同フォーラム(九州大学ARO主催)
  • [Presentation] Smart healthcare 01: Artificial intelligence of electrogram waveform: Fibroblast hypothesis of AF chronicity: From in silico to clinical real-time phase mapping studies2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      The 11th Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] What is the best strategy to identify the rotational activities (different approach!): Real time mapping of AF rotors: ExTRa Mapping project2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      The 11th Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
  • [Presentation] Therapeutic strategy of persistent and long-standing persistent atrial fibrillation: Long-term effect of ExTRa Mapping-guided rotor modulation on persistent/long-standing persistent atrial fibrillation2018

    • Author(s)
      Ashihara T, Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Haraguchi R, Nakazawa K, Tsuchiya T
    • Organizer
      The 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society
  • [Presentation] Mechanism of atrial fibrillation: Initiation and perpetuation: Persistent mechanisms of non-paroxysmal atrial fibrillation: A combined study of clinical ExTRa Mapping and in silico2018

    • Author(s)
      Ashihara T, Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Haraguchi R, Nakazawa K, Tsuchiya T
    • Organizer
      The 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessment of arrhythmias using realtime mapping2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      The 2018 International Congress on Electrocardiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessment and treatment of AF: Real-time mapping and catheter ablation for non-paroxysmal AF2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      The 2018 International Congress on Electrocardiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catheter mapping of AF rotors2018

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      Heart Rhythm 2018 Scientific Sessions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 心電図検定公式問題集&ガイド:受験者必携! 2級/3級2018

    • Author(s)
      副島京子,山根禎一,芦原貴司,五十嵐都,荻ノ沢泰司,加藤律史,草間芳樹,栗田康生,佐藤俊明,高木雅彦,丹野郁,中井俊子,八木哲夫,山城荒平:日本不整脈心電学会・心電図検定委員会編著
    • Total Pages
      129
    • Publisher
      メディカ出版

URL: 

Published: 2019-12-27  

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