2017 Fiscal Year Annual Research Report
Application Study on Micro-tomographic Visualization of Spatio-Temporal Mechanical Characteristics of Biological Tissue
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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| Project/Area Number |
17H05303
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
佐伯 壮一 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50335767)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 人間医工学 / 生体医工学 / 生体材料学 / 医用システム / 医用生体可視化計測工学 / 粘弾性力学特性 / マイクロ断層可視化 / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ドップラー変調量を断層可視化しながら荷重負荷量も同時検出し、組織内部における動的粘弾性パラメータ（貯蔵弾性率、損失弾性率）を分離してマイクロ断層可視化することシステムの構築である。提案システムでは、PZT微小圧縮デバイスの周期的荷重負荷に対し、OCT干渉信号のドップラー変調量解析を施行し、3次元ひずみ速度断層分布の経時変化を取得を予定している。現在までに、ドップラー変調量解析によって得られた変形速度ベクトルから、3次元ひずみ速度のマイクと断層分布の経時変化は検出済みである。リング形状のPZTを用いて周期荷重負荷を行った際、これに応じた組織の周期変形をマイクロ断層可視化できることは確認済みである。特に、軟骨組織を用いた実験では、酵素処理による粘性特性の劣化が、ひずみ速度の経時変化に影響を与える事がマイクロ断層可視化として得られている。一方、動的粘弾性試験の導入のためには、PZT制御信号から負荷応力時系列データを推算検出するシステムの構築も必要である。制御システムの構築は実施したものの、歪みゲージからの出力信号と応力とのキャリブレーション検証が残されている。上記に加え、再生組織への適用も考慮して、非接触に加重負荷可能なシステムの導入も必要と考え、超音波音響放射圧を用いた荷負荷重システムのハイブリッドシステムのプロトタイプも構築し、完全非接触に組織変形の断層検出が可能であることを確認した。
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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
OCT干渉信号のドップラー変調量解析を施行し、3次元ひずみ速度断層分布の経時変化は既に検出済みである。更に、PZT制御信号から負荷応力時系列データを推算検出するシステムの構築も必要であったが、検証が残っているのものの構築は終えている。これに加え、再生組織のように非接触加重負荷システムの導入も必要と考え、超音波音響放射圧を用いた検出システムのプロトタイプ構築も実施し、完全非接触に組織変形の断層検出が可能であることを確認している。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に、OCT干渉信号のドップラー変調量解析を施行し、3次元ひずみ速度断層分布の経時変化の取得は実現できているため、今年度は、PZT制御信号から負荷応力時系列データを推算検出するシステムの検証を追え、組織内部における動的粘弾性パラメータ（貯蔵弾性率、損失弾性率）を分離算出する解析法を完成させる。これを軟骨および再生皮膚に適用し、検証を実施する。このため、一般の粘弾性試験による検証も実施し比較する必要がある。更に、超音波音響放射圧を用いた完全非接触検出装置の検証も同時に実施する。
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