2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of real-time magnetic nanoparticle imaging system using high-sensitivity magnetic sensor array
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21H01342
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
笹山 瑛由 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60636249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田上 周路 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (80420503)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 磁気マーカー / 磁気粒子イメージング / マルチセンサー / 体内診断 / インバーター / 傾斜磁界 / 逆問題解析 / 空間フィルタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノメートルサイズの強磁性体（磁気ナノ粒子）を高分子で被覆し、その表面に検査試薬や薬剤等を結合したものは磁気マーカーと呼ばれている。この磁気マーカーを体内の疾患部に蓄積させ、その位置と量を体表面から検出し可視化するイメージング技術（磁気粒子イメージング）は、新しい体内診断技術として期待されている。現状の課題として、人体に磁気粒子イメージング法を適用しようとすると非常に強い傾斜磁場が必要であり、人体内診断が困難であることが挙げられる。そこで本研究では、高感度磁気センサアレイによる磁気マーカーイメージングを行うことにより、強い傾斜磁場を用いずとも高感度化かつ高分解化を達成させ、その問題を解決することを目標としている。
本年度は、磁気マーカーの位置推定を行う逆問題解析手法として、脳波・脳磁計測で用いられている空間フィルタを併用することで、1つの磁気ナノ粒子サンプルだけでなく、複数の磁気ナノ粒子サンプルについて位置と濃度について、異なる鉄含有量の磁気ナノ粒子サンプルであっても正しく推定できることを示した。また、強電流の生成が容易なインバーター装置による磁場の励磁方法について基礎検討を行った。磁気ナノ粒子のイメージングへの悪影響を抑制しながらインバーター励磁できる手法を新たに考案し、その有効性を実験的に実証した。並行して、磁気ナノ粒子イメージングに向けた、新たな高感度磁気センサーの計測環境を整える等の準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標は、磁気ナノ粒子イメージングにおける信号処理技術を高度化することであった。脳波・脳磁計測で用いられている空間フィルタを併用する手法を考案し、1つの磁気ナノ粒子サンプルだけでなく、複数の磁気ナノ粒子サンプルについて位置と濃度の推定ができることを示すことができたことから、当初の計画を達成したといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
信号解析技術の更なる高度化に加え，計測システム全般の実験装置の計測の安定度を高め、マルチセンサーを用いた磁気粒子イメージングシステムの高感度化を達成する。並行して、新たな高感度磁気センサーの磁気ナノ粒子イメージングへの適用に関して知見を得る。
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Research Products
(14 results)
