2023 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外光生体イメージングと血管新生シミュレーションによる創傷治癒過程の定量的計測
| Project/Area Number |
21K04085
|
|---|
| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
|---|
Principal Investigator |
大川 晋平 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 教授 (20432049)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 壮登 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 講師 (20866735)
平沢 壮 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (60583086)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 光トモグラフィ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近赤外光を用いた光音響トモグラフィーや拡散光、蛍光トモグラフィーを用いて、ヘモグロビン分布を３次元画像化することによって、がんや創傷治癒過程における血管新生を経時的に画像化し、そこから血管新生に関する数理モデルを介して血管新生に関わるパラメータ（毛細血管の伸展を規定する拡散係数や細胞の遊走を規定するVEGF等の物質の濃度勾配等）を計測することを目的とし、マウス等の小動物を対象として、レーザーダイオードとロックインアンプを用いた周波数領域光音響計測システムを構築することができた。この計測システムでは、レーザーダイオードからの光を強度変調し、振幅変換の周波数を利用した信号処理によってノイズに埋もれた光音響信号を抽出し、信号雑音比を向上することができた。このシステムによってマウスの深部からの光音響信号を取得することができるものと考えられる。一方で、生体内を伝播した近赤外光を生体表面で測定し、非侵襲的に生体内のヘモグロビン分布を画像再構成する拡散光トモグラフィに関して、画像再構成技術の従来研究を改めて調査し、総説論文として出版した。さらに、MRIによる生体構造情報を用いて生体内の光伝播をシミュレーションし、画像再構成するアルゴリズムを開発し、その成果を国内学会において発表した。以上の研究成果を応用することによって、光を用いてヘモグロビン濃度分布の経時的変化を画像化することによって、血管新生パラメータを推定することにつながる。このパラメータは薬剤を用いた治療の効果を反映して変化することが期待され、計測技術を確立することで治療メカニズムの解明や治療効果の予測を行うことができるようになる。
|
