2021 Fiscal Year Annual Research Report
局所血流障害の即時検出を可能にする生体密着フィルム型イメージャーの開発
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18H03511
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
関野 正樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20401036)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 知之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30723481)
富岡 容子 (桂木容子) 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (20610372)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生体計測 / フレキシブルエレクトロニクス / 形成外科 / 組織移植 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機発光ダイオード(OLED)と有機フォトダイオード(OPD)をマトリクス配置して、血流障害判定用のイメージャーを開発することを目的としている。
１．センサデバイスの開発
OLEDとOPDを用いて,血流に由来する信号を取得する素子を試作した.まずガラス基板にOLEDとOPDをリニアアレイ状に実装して、素子を構成した。試作したイメージャーについて、感度、暗電流、ノイズ等の評価を実施した。駆動回路は、持ち運び可能な程度まで小型化し、駆動回路をBluetoothによってタブレット端末へ接続し、測定された信号の記録や解析をできるようになった。さらに、測定された信号をもとに、貼付部位に血流障害が生じている可能性を判定するアルゴリズムの開発も行った。深層学習の原理を用いて、心拍に同期した周期的な信号と、より時間的に緩やかな変動について、それぞれを判断するブロックと、それらをもとに総合的に判定する処理を組み合わせた。また、パリレンを基材としてフレキシブルなOLEDとOPDの製作も行い、光出力の強度や波長依存性、寿命などの特製の評価を行った。
２．ヒトを対象とした脈拍のマッピング
上記の有機デバイスの性能を評価するために、健常者に擬似的に血流障害を起こした際の脈拍をマッピングした。健常者の手背にデバイスを貼付し、医療用テープにより上から固定した。拍動に伴う生体組織内の後方散乱光の光量の変化を、OPDによって検出した。そして静脈及び動脈を止血帯で止血または圧迫することにより、擬似的に鬱血、虚血を再現した。開発した診断アルゴリズムによって、虚血や鬱血を検出できることが示された。また、昨年度に取得した無機デバイスの結果との間で、比較検討を行った。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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