光コヒーレンス生体内局在水分量計測システム

• 研究課題/領域番号: 15H04014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 岩井 俊昭 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80183193)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 光コヒーレンストモグラフィ / 近赤外光 / 水分量 / 水分量動態イメージング / 吸収 / 散乱 / ランバート・ベール則 / スペクトル領域 / スペクトル領域光コヒーレンス断層撮像システム / 時間領域光コヒーレンス断層撮像システム / 水分布イメージング / 水吸収スペクトル / 生体組織吸収スペクトル / 計測工学 / 生体生命情報学 / ランバートベール則 / 色素吸収スペクトル / 生体医用フォトニクス / 光散乱計測 / 皮膚健康科学 / 臨床計測機器 / 植物生理 / OCT

研究成果の概要

生体内組織に含有する水の動態は、その生命活動を担う情報として認識されているが、その計測法ならびに撮像法は確立されていない。本研究では、生体物質による散乱が小さい近赤外領域において、水の吸収が小さい波長とそれが大きい波長の２光波の同時注入光コヒーレンス断層撮像システムを構築した。特に、同時に動作させた高速な２台の分光部と高速ビーム走査により、２波長の近赤外光の実時間断層撮像に成功した。２波長の近赤外光を用いることにより、生体組織の断層画像と水分布画像を同時に取得できることを実証した。本システムは、ヒト皮膚表層組織に分布する水分量イメージングに適用可能である。

研究成果

• [雑誌論文] Diffuse light reflectometry for measuring scattering and absorption coefficients of a biological tissue (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Maeda, T. Iwai, and M. Namiki
  • 雑誌名: Proc. Of SPIE 巻: 10711 ページ: 52-52
  • DOI: 10.1117/12.2319355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study on visible-OCT imagings using a LED and a super-continuum laser with a wavelength-tunable filter (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Tokunaga and T. Iwai
  • 雑誌名: Proc. Of SPIE 巻: 10251 ページ: 102511I-102511I
  • DOI: 10.1117/12.2272372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic video observation of capillary vessel systes using diffuse back lighting (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, H. Arai, and T. Iwai
  • 雑誌名: Proc. Of SPIE 巻: 10251 ページ: 102510E-102510E
  • DOI: 10.1117/12.2274907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extinction measurement of dense media by an optical coherence tomography technique (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ago, T.. Iwai, and R. Yokota
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 10024 ページ: 100240I-100240I
  • DOI: 10.1117/12.2246364
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] リアルタイム光音響イメージング法による移植皮膚の生着モニタリング：ラット自家皮膚・同種皮膚移植モデルによる実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊田 泰一郎，川口 康，大倉 津矢子，川内 聡子，津田 均，斎藤 大蔵，佐藤 俊一，岩井 俊昭
  • 雑誌名: 熱傷 巻: 42 ページ: 57-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Burn depth assessments by photoacoustic imaging and laser Doppler imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ida, H. Iwazaki, Y. Kawaguchi, S. Kawauchi, T. Ohkura, K. Iwaya, H. Tsuda, D. Saitoh, S. Sato, and T. Iwai
  • 雑誌名: Wound Repair and Regeneration 巻: 24 号: 2 ページ: 349-355
  • DOI: 10.1111/wrr.12374
  • 査読あり
• [雑誌論文] スペクトル領域低コヒーレンス動的光散乱法による粒子動態計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 泉谷悠介，岩井俊昭
  • 雑誌名: LSアドバンス 巻: 14 ページ: 17-21
• [雑誌論文] 光源波長に依存した生体OCTイメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 次田哲也，岩井俊昭
  • 雑誌名: 光学技術コンタクト 巻: 53 ページ: 9-15
• [学会発表] Diffuse light reflectometry for measuring scattering and absorption coefficients of a biological tissue (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Maeda, T. Iwai, and M. Namiki
  • 学会等名: Biomedical Imaging and Sensing Conference 2018
  • 国際学会
• [学会発表] スペクトル領域カラーOCTシステムの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健太，岩井俊昭
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] スペクトル領域2波長近赤外OCTシステム (2018)
  • 著者名/発表者名: 牧野健，岩井俊昭
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] スペクトル領域干渉動的光散乱法による自己組織化析出プロセス解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 母良田健太，岩井俊昭
  • 学会等名: 第60回光波センシング技術研究会講演会
• [学会発表] 光散乱の現象と解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本オプトロニクス(JOEM)協会技術講座
  • 招待講演
• [学会発表] 拡散反射法による生体組織の光学特性計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田大輝，岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2017 (OPJ2017)
• [学会発表] 生体組織内の光散乱現象解析に基づく生体情報イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2017 (OPJ2017)
  • 招待講演
• [学会発表] 分光コヒーレンス断層撮像法による植物組織内水分布イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 横田涼子，岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2017 (OPJ2017)
• [学会発表] 光生体計測の視点―マクロとミクロの現象解析― (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 第14回バイオオプティクス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Microscopic video imaging of a peripheral blood vessel system using diffuse backlighting (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, H. Arai and T. Iwai
  • 学会等名: The Twelfth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Optical analysis on self-organized precipitation phenomenon by spectral-domain interference dynamic light scattering (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Horota and T. Iwai
  • 学会等名: The Twelfth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Numerical analysis diffuse backlighting in peripheral blood vessels imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Arai, M, Sakai and T. Iwai
  • 学会等名: The Twelfth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Optical Evaluation of Skin Imaged by Optical Coherence Tomography (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Tokunaga and T. Iwai
  • 学会等名: The Twelfth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Optical particle characterization of silica powders by inverse Monte Carlo simulation and Mie theory (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Shishido and T. Iwai
  • 学会等名: The Twelfth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Diffuse backlighting effect in peripheral vessels imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Arai, M, Sakai, and T. Iwai
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of skin Surface Properties Using OCT with High Spatial Coherence Light Source (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Tokunaga, A. Itagi, and T. Iwai
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] Attenuation-coefficient Imaging of Dense Media by Optical Coherence Tomography (2017)
  • 著者名/発表者名: T Iwai and Y. Ago
  • 学会等名: 017 European Conferences on Biomedical Optics (ECBO)
  • 国際学会
• [学会発表] 光コヒーレンストモグラフィの基礎 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 光応用技術シンポジウム Senspec2917
  • 招待講演
• [学会発表] 光散乱 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本オプトロニクス(JOEM)協会技術研修会
  • 招待講演
• [学会発表] Comparative study on visible-OCT imagings using a LED and a super-continuum laser with a wavelength-tunable filter (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Tokunaga and T. Iwai
  • 学会等名: Biomedical Imaging and Sensing Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Microscopic video observation of capillary vessel systes using diffuse back lighting (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, H. Arai, and T. Iwai
  • 学会等名: Biomedical Imaging and Sensing Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 光コヒーレンス断層撮像法による分野融合研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 東京農工大学科学博物館主催「スペシャル・サイエンス・カフェ」
  • 発表場所: 東京農工大学工学部総合会館(東京都小金井市)
  • 招待講演
• [学会発表] スペクトル領域干渉動的光散乱法による自己組織化析出法の現象解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 母良田健太，岩井俊昭
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区大岡山)
• [学会発表] OCT散乱・吸収計測におけるBeer-Lambert則の定量評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吾郷友樹, 横田涼子，岩井俊昭
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] スペクトル領域OCTを用いたファントム内色素の吸収量分光計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 勝吉優士, 岩井俊昭
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 可視域LEDを用いた分光OCTとその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 千葉大学医工学研究会・国際医工学セミナー
  • 発表場所: 千葉大学フロンティア医工学センター(千葉県千葉市稲毛区)
  • 年月日: 2016-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] 光コヒーレンス断層撮像法による吸収・散乱計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 第13回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 前橋工科大学(群馬県前橋市)
  • 招待講演
• [学会発表] 光散乱の現象と解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本オプトロニクス(JOEM)協会技術講座
  • 発表場所: 機械技術振興会館(東京都港区芝公園)
  • 招待講演
• [学会発表] 波長可変レーザを用いた分光OCT計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳永悦子，岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2016 (OPJ2016)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス(東京都文京区大塚)
• [学会発表] スペクトル領域OCTを用いた皮膚内色素分布イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 勝吉優士，岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2016 (OPJ2016)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス(東京都文京区大塚)
• [学会発表] Extinction measurement of dense media by an optical coherence tomography technique (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ago, T. Iwai, R. Yokota
  • 学会等名: SPIE Photonics ASIA
  • 発表場所: Beijing International Convention Center (Beijing, P. R. China)
  • 国際学会
• [学会発表] OCT法による植物組織内含水イメージングの試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田涼子，吾郷友樹，岩井俊昭
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟県新潟市中央区)
• [学会発表] 顕微OCTイメージングにおける光源依存性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳永悦子，岩井俊昭
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟県新潟市中央区)
• [学会発表] 生体組織内の光散乱・伝搬現象に基づく生体情報計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本光学会第41回光学シンポジウムチュートリアル ～バイオと光技術～
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所(東京都目黒区駒場)
  • 招待講演
• [学会発表] 拡散媒質のOCT吸収・散乱係数計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吾郷友樹, 横田涼子,岩井俊昭
  • 学会等名: 第57回光波センシング技術研究会講演会
  • 発表場所: 東京理科大学 神楽坂キャンパス 森戸記念館(東京都新宿区神楽坂)
• [学会発表] 光散乱 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本オプトロニクス(JOEM)協会技術研修会
  • 発表場所: 機械技術振興会館(東京都港区芝公園)
  • 招待講演
• [学会発表] 機能的光コヒーレンストモグラフィ (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics International Exhibition OPIE'16 展示会特別セミナー
  • 発表場所: パシフィコ横浜アネックスホール(神奈川県横浜市西区みなとみらい)
  • 招待講演
• [学会発表] マクロとミクロから見る生体医用散乱計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 第1回光学討論会(主催：日本光学会)
  • 発表場所: 東芝研修センター(神奈川県横浜市港北区鳥山町)
  • 招待講演
• [学会発表] 層構造粒子のMie散乱特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 第12回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: TKP浜松アクトタワー・カンファレンス・センター(静岡県浜松市中区)
  • 年月日: 2015-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 光散乱の現象と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩井俊昭
  • 学会等名: 日本オプトロニクス協会技術講座
  • 発表場所: 機械技術振興会館(東京都港区)
  • 年月日: 2015-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] 拡散媒質の散乱・吸収計測におけるBeer-Lambert則 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吾郷友樹, 岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2015 (OPJ2015)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] スペクトル領域OCTを用いたファントム内色素分布イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 勝吉優士, 岩井俊昭
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2015 (OPJ2015)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] Interferometric dynamic light scattering techniques to analyze space-variant Brownian dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Iwai and Y. Izutani
  • 学会等名: The 11th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 発表場所: Joensuu (Republic of Finland)
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] Influence of spatial coherence of visible LEDs on OCT imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Kaneko and T. Iwai
  • 学会等名: 5th Asian and Pacific-rim Symposium on Biophotonics
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Nishi-ku, Yokohama, Kanagawa)
  • 年月日: 2015-04-23
• [学会発表] Diffusing Topographic Imaging of Melanin Layer Distributed in a Phantom (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama and T. Iwai
  • 学会等名: 5th Asian and Pacific-rim Symposium on Biophotonics
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Nishi-ku, Yokohama, Kanagawa)
  • 年月日: 2015-04-23
• [学会発表] Optical imaging of simulated blood vessel dynamics by laser scanning topography (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Shinonaga and T. Iwai
  • 学会等名: 5th Asian and Pacific-rim Symposium on Biophotonics
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Nishi-ku, Yokohama, Kanagawa)
  • 年月日: 2015-04-23
• [備考] H27-29 基盤研究（B) 生体内局在水分布計測システムの研究
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~iwailab/index.files/Sub_Research_J.html
• [備考] H27-29 基盤研究（B) 生体内局在水分計測システムの研究
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~iwailab/index.files/Sub_Research_J.html
• [備考] 東京農工大学生物システム応用科学府生体医用フォトニクス研究分野・研究内容HP
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~iwailab/index.files/Sub_Research_J.html
• [備考] 東京農工大学研究ポータル
  • URL: http://www.rd.tuat.ac.jp/activities/factors/search/20150710_1.html