Development of low-cost and non-invasive diagnostic technique using light

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09633
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Chitose Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Suda Hiromi (木村―須田) 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (00574857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 恒 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (00457574) ; 小田 久哉 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (60405701)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 近赤外分光法 / ラマン分光法 / 軟骨 / 光ファイバーケーブル / 軟骨質 / コンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / コラーゲン

Outline of Final Research Achievements

This study aims to develop evaluation techniques consisting of the near-infrared (NIR) Raman spectrometer, NIR spectrometer, and optical fiber cable for non-invasive assessment of joints in vivo. Cartilage components were examined using the NIR spectrometer connected to the optical fiber cable to obtain NIR spectra of material properties and collagen/chondroitin sulfate ratio in the cartilage. On the other hand, the NIR Raman spectrometer connected to the optical fiber cable did not provide sufficient signal of the cartilage components.

Free Research Field

分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本の高齢化率は著しく，要介護者数が増加するのに対し，介護する側の人口減少が問題になっている。このような急激な社会構造の変化から健康寿命を意識した運動機能の維持，特に膝関節に発症する変形性膝関節症(OA)の早期発見，早期治療が期待される。一方，膝関節の診断には単純X線や磁気共鳴画像(MRI)など，高価で利用環境が制限される診断技術が用いられている。本研究で提案する低コストの診断技術が身近な施設に設置されれば，OAの早期発見，早期治療につながる。