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2008 Fiscal Year Annual Research Report

生体内光源物質特性分布を画像化する技術の高度化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19360098
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

山田 幸生  The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 教授 (10334583)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大川 晋平  電気通信大学, 電気通信学部, 助教 (20432049)
白川 英樹  電気通信大学, 電気通信学部, 准教授 (40241070)
星 詳子  (財)東京都医学研究機構, 精神医学総合研究所, 副参事研究員 (50332383)
谷川 ゆかり  (独)産業技術総合研究所, 人間福祉医工学研究部門, 主任研究員 (20344202)
Keywords蛍光トモグラフィ / 逆問題 / 蛍光寿命 / インドシアニングリーン / 生体模擬試料
Research Abstract

蛍光・生物発光トモグラフィは蛍光・発光標識した薬剤を小動物に導入し,その体内分布を断層像として無侵襲に調べるものであり,薬剤等の機能,代謝などを定量的にイメージングできる.ヒトを対象とする臨床試験の前段階として行われる小動物試験において,必要とされる小動物の数や期間,労力を削減し,高効率化できる手段として期待されている.平成20年度は研究実施計画通り,以下の3項目について研究を行った.
(1) 蛍光トモグラフィアルゴリズムの高度化
これまでに構築した蛍光トモグラフィ画像を再構成するアルゴリズムは2次元の画像を再構成するものであった.平成20年度はこのアルゴリズムを,3次元で蛍光物質濃度と蛍光寿命を画像化するための修正,拡張を行った.また,ファントム実験の条件を組み込むようにプログラムを改良した.
(2) 生体模擬試料を用いたアルゴリズムの検証実験
ポリアセタール樹脂と脂肪乳剤を用いた円柱状の生体模擬試料を作成して実験を行い,ピコ秒時間分解計測データから脂肪乳剤中に混入した蛍光物質(インドシアニングリーン)の濃度をトモグラフィ画像として再構成し,アルゴリズムを検証した.また,実験に用いた蛍光物質を純水,脂肪乳剤,またはラテックス微粒子浮遊液に混入させたときの蛍光・吸収スペクトルおよび蛍光寿命を測定した.
(3) 小動物を用いた実験による蛍光トモグラフィ画像の取得
次年度に行う小動物を用いた実験では,マウスを用いることとし,マウスを実験中に保持する用具の設計を行った.また,励起光照射や蛍光測定に用いられる光ファイバーホルダーなどを取り付けるための部品の設計,蛍光測定において励起光の影響を除去する光学フィルタの最適化と取り付け法の設計などを行った.さらに,実際に生体模擬試料を用いた計測を行い,小動物を用いた測定に向けて準備を整えた.

  • Research Products

    (27 results)

All 2009 2008

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (18 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 近赤外分光法(NIRS)による脳機能計測2009

    • Author(s)
      星 詳子
    • Journal Title

      Medical Technology 37

      Pages: 248-352

  • [Journal Article] 散乱光情報を利用した脳活動の近赤外光イメージング2009

    • Author(s)
      谷川ゆかり
    • Journal Title

      産総研 TODAY 9

      Pages: 16

  • [Journal Article] Microfluidic image cytometry for measuring number and sizes of biological cells flowing through a microchannel using the micro-PIV technique2008

    • Author(s)
      T. Hirono, H. Arimoto, S. Okawa, Y. Yamada
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology 19

      Pages: 025401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A self-normalized, full time-resolved method for fluorescence diffuse optical tomography2008

    • Author(s)
      Feng Gao, Huijuan Zhao, Limin Zhang, Yukari Tanikawa, Andhi Marjono, Yukio Yamada
    • Journal Title

      Optics Express 16

      Pages: 13104-13121

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Total light approach of time-domain fluorescence diffuse optical tomography2008

    • Author(s)
      Andhi Marjono, Akira Yano, Shinpei Okawa, Feng Gao, Yukio Yamada
    • Journal Title

      Optics Express 16

      Pages: 15268-15285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pharmacological characterization of Ca^<2+> entry pathway during Ca^<2+>oscillations in fertilized mouse esgs.2008

    • Author(s)
      Takahashi, T., Shirakawa, H.
    • Journal Title

      Journal of Physiological Sciences 58(Suppl)

      Pages: S200

  • [Journal Article] 近赤外光による生体内血液状態分布測定技術2008

    • Author(s)
      山田幸生
    • Journal Title

      冷凍 83

      Pages: 167-172

  • [Presentation] 前腕筋運動の拡散光イメージング2009

    • Author(s)
      谷川ゆかり, 高峰, 遠藤泰臣, 山田幸生, 木竜徹, 宮川道夫
    • Organizer
      平成20年度第8回産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2009-01-29
  • [Presentation] 光マッピング画像に対する脳脊髄液層及び頭蓋骨層厚さの影響2009

    • Author(s)
      王 淑萍, 芝原奈々恵, 倉増大士, 大川晋平, 角田直人, 岡田英史, 牧 敦, 山田幸生
    • Organizer
      日本機械学会 第21回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-01-23
  • [Presentation] 近赤外光を利用した生体計測技術の開発2009

    • Author(s)
      谷川ゆかり
    • Organizer
      つくば医工連携フォーラム2009
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2009-01-14
  • [Presentation] Optical brain imaging in infants by use of near-infrared diffuse optical tomography2008

    • Author(s)
      T. Kusaka, S. Okawa, M. Ueno, R. Fukuzawa, T. Nishida, K. Isobe, Y. Tanikawa, F. Gao, C. Sato, Y. Hoshi, Y. Yamada
    • Organizer
      The 36th Annual Conference of International Society of Oxygen Transport to Tissue (ISOTT2008)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] Physical fundamentals of optical mapping and diffuse optical tomographyusing NIRS2008

    • Author(s)
      Yukio Yamada
    • Organizer
      The 36th Annual Conference of International Society of Oxygen Transport to Tissue (ISOTT2008)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] The accuracy and reliability of near-infrared spectroscopy in measuring neuronal activity-related cerebral oxysenation changes.2008

    • Author(s)
      Yoko Hoshi
    • Organizer
      The 36th Annual Conference of International Society of Oxygen Transport to Tissue (ISOTT2008)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] 非侵襲血糖値測定法の開発---光学的手法におけるブレークスルー---2008

    • Author(s)
      山田幸生
    • Organizer
      応用物理学会・光波センシング技術研究会 第42回光波センシング技術研究会講演会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2008-12-09
  • [Presentation] 近赤外光の生体内伝播と拡散光トモグラフィー2008

    • Author(s)
      山田幸生
    • Organizer
      (社)電子情報通信学会九州支部 平成20年度専門講習会
    • Place of Presentation
      宮崎市
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] NIRS装置(近赤外光)用モデル(ファントム)2008

    • Author(s)
      谷川ゆかり
    • Organizer
      産総研研究講演会in中部2008
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2008-11-19
  • [Presentation] 未熟児頭部の拡散光トモグラフィの研究2008

    • Author(s)
      福沢 遼, 松橋翔子, 大川晋平, 高 峰, 星 詳子, 山田幸生
    • Organizer
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2008 (OPJ2008)
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] 近赤外光を用いた非侵襲血糖値測定法の開発2008

    • Author(s)
      山田幸生, 丸尾勝彦, 田村守, 尾崎幸洋
    • Organizer
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2008 (OPJ2008)
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2008-11-05
  • [Presentation] 局所的光学特性値変化を再構成する拡散光トモグラフィ正則化法の検討2008

    • Author(s)
      大川晋平, 山田幸生
    • Organizer
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2008 (OPJ2008)
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2008-11-05
  • [Presentation] 拡散光トモグラフィによるヒト前腕の筋活動の画像再構成2008

    • Author(s)
      谷川ゆかり, 高峰, 宮崎康彰, 岩田直之, 中村康雄, 木竜徹, 宮川道夫, 遠藤泰臣, 山田幸生
    • Organizer
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2008 (OPJ2008)
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2008-11-05
  • [Presentation] 光マッピング技術における頭部構造の影響2008

    • Author(s)
      大木万里子, 芝原奈々恵, 冨樫 陵, 王 淑萍, 大川晋平, 星 詳子, 山田幸生
    • Organizer
      日本機械学会 第19回バイオフロンティア講演会
    • Place of Presentation
      八王子市
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] 拡散光トモグラフィを用いたハンドグリップ運動時のヒト前腕のin vivo測定2008

    • Author(s)
      谷川ゆかり, 高峰, 宮崎康彰, 岩田直之, 中村康雄, 大川晋平, 山田幸生, 木竜徹, 宮川道夫
    • Organizer
      日本機械学会 第19回バイオフロンティア講演会
    • Place of Presentation
      八王子市
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] 哺乳類受精時のCa^<2+>反応におけるCa^<2+>流入の機能的な関与の検証2008

    • Author(s)
      高橋 徹, 白川英樹
    • Organizer
      日本動物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2008-09-06
  • [Presentation] 光脳機能イメージングの原理2008

    • Author(s)
      山田幸生
    • Organizer
      第9回日本光脳機能イメージング研究会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2008-07-19
  • [Presentation] NIRS計測のための標準ファントムの開発とNIRS装置標準化2008

    • Author(s)
      谷川ゆかり, 灰田宗孝, 山田幸生, 岡田英史, 江田英雄, 市川祝善, 藤原倫行, 鈴木弘道, 網田孝司, 小田元樹, 木口雅史
    • Organizer
      第9回日本光脳機能イメージング研究会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2008-07-19
  • [Book] 機械工学便覧 応用システム編γ9医療・福祉・バイオ機器, 「4・11その他の映像検査装置 4・11・1 CT」2008

    • Author(s)
      山田幸生
    • Total Pages
      γ9-52-γ9-53
    • Publisher
      日本機械学会
  • [Book] Book Series of Thinking. Vol. I Neural Correlates of Thinking.2008

    • Author(s)
      Yoko Hoshi
    • Total Pages
      285
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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