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RGBカメラによる術中リアルタイム脳組織オキシメトリーイメージング装置の試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06105
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

西舘 泉  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70375319)

研究分担者 小久保 安昭  山形大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40343074)
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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード脳局所酸素飽和度 / 脳機能イメージング / 脳血流 / 脳組織障害 / RGBカメラ / ヘモグロビン / 組織バイアビリティ
研究成果の概要

本研究課題では、デジタルCCDカラーカメラにより取得した脳表のRGB画像から脳組織血液微小循環の酸素化ヘモグロビン量と脱酸素化ヘモグロビン量を求め、総ヘモグロビン量と脳局所酸素飽和度の2次元分布を可視化する新しい方式を開発した。さらに脳組織の形態変化に関係する光散乱パラメーターも同時に画像化する方式も考案した。吸入酸素濃度が異なる条件下のラットを用いた動物実験、脳機能障害モデル実験、およびヒト脳外科手術時における脳表画像から、脳組織酸素飽和度、血管反応性、組織の形態変化の評価が可能であることを確認した。これにより、脳神経外科手術で使用可能な非接触型の組織バイアビリティ診断法の可能性が得られた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 15件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] In vivo estimation of optical properties of rat liver using single-reflectance fiber probe during changing fraction of inspired oxygen2018

    • 著者名/発表者名
      Afrina Mustari, Takuya Kanie, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, Yasuaki Kokubo, and Izumi Nishidate
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Science

      巻: 19 号: 2 ページ: 491-491

    • DOI

      10.3390/ijms19020491

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RGB camera-based imaging of cerebral tissue oxygen saturation, hemoglobin concentration, and hemodynamic spontaneous low-frequency oscillations in rat brain following induction of cortical spreading depression2018

    • 著者名/発表者名
      Afrina Mustari, Naoki Nakamura, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Izumi Nishidate
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 9 号: 3 ページ: 933-951

    • DOI

      10.1364/boe.9.000933

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and light scattering properties of the in vivo rat brain using multispectral diffuse reflectance imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 123 号: 123

    • DOI

      10.3791/55399

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of cerebral hemodynamics and tissue morphology of In vivo rat brain using spectral diffuse reflectance imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Tomohiro Ishizuka, Afrina Mustari,Keiichiro Yoshida, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 雑誌名

      Applied Spectroscopy

      巻: 71 号: 5 ページ: 866-878

    • DOI

      10.1177/0003702816657569

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo imaging of hepatic hemodynamics and light scattering property during ischemia-reperfusion in rats based on spectrocolorimetry2017

    • 著者名/発表者名
      Sharmin Akter, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Suefumi Aosasa, Junji Yamamoto, and Izumi Nishidate
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 8 号: 2 ページ: 974-992

    • DOI

      10.1364/boe.8.000974

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] In vivo imaging of cerebral hemodynamics and tissue scattering in rat brain using a surgical microscope camera system2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Takuya Kanie, Afrina Mustari, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      Photonics West BiOS 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デジタルRGBカメラによる生体機能イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      西舘泉
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo evaluation of cortical hemodynamics and depolarization in rat brain with a digital red-green-blue camera2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      RIEC International Workshop on Biomedical Optics 2017
    • 発表場所
      Tohoku University, Department of Electrical, Information and Physics Engineering, Miyagi, Japan
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo imaging of tissue scattering parameter and cerebral hemodynamics in rat brain with a digital red-green-blue camera2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BiOS 2017
    • 発表場所
      The Moscone Center San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of spontaneous low-frequency oscillations in cerebral hemodynamics with time-series red-green-blue images2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Naoki Nakamura, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BiOS 2017
    • 発表場所
      he Moscone Center San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo imaging of Spontaneous Low-frequency Oscillations in Cerebral hemodynamics with a digital red-green-blue Camera2017

    • 著者名/発表者名
      A. Mustari, N. Nakamura, I. Nishidate, S. Kawauchi, S. Sato, M. Sato, Y. Kokubo
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference (BISC’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo imaging of cerebral tissue oxygen saturation and blood volume based on diffuse reflectance spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Takuya Kanie, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 学会等名
      The 2nd Japan-US Technical Information Exchange Forum on Blast Injury (JUFBI2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional imaging of in vivo biological tissues with a digital RGB camera2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate
    • 学会等名
      CLEO-PR,OECC&PGC2017 (Photonics 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Assessment of cerebral hemodynamics and tissue morphology of rat brain during cortical spreading depolarization with a digital RGB camera2017

    • 著者名/発表者名
      Afrina Mustari, Takuya Kanie, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      OSJ-OSA Joint Symposia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo physiological imaging of biological tissues based on diffuse reflectance spectroscopy with an RGB camera2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate
    • 学会等名
      8th International Conference and Exhibition on Lasers, Optics & Photonics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In vivo evaluation of neurovascular functions in rat brain using diffuse reflectance spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 学会等名
      4th Asian Conference on Defense Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 術中脳組織バイアビリティイメージングシステムのための基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      蟹江卓矢,西舘泉,Mustari Afrina, 川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,小久保安昭
    • 学会等名
      電気学会 光・量子デバイス研究会 バイオメディカルフォトニクス応用
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ラット後肢電気刺激における大脳皮質の血行動態と光散乱特性変化のイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      坪沼尭之,川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,西舘泉
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 手術用顕微鏡一体型脳組織バイアビリティイメージングシステムのための基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      蟹江卓矢,Mustari Afrina, 西舘泉,川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,小久保安昭
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時系列拡散反射光画像に基づくラット脳局所血液量の自発的低周波変動の評価2017

    • 著者名/発表者名
      西舘泉,中村直樹,Afrina Mustari,川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,小久保安昭
    • 学会等名
      第6回ニューロフォトニクス研究会(レーザー学会第510回研究会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオメディカル研究における拡散反射分光イメージングの利用2017

    • 著者名/発表者名
      西舘泉
    • 学会等名
      第2回フォトニクス研究会「光の極限を探る」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 拡散反射分光法に基づくカラー画像解析を用いたin vivo脳組織バイアビリティの評価2016

    • 著者名/発表者名
      西舘泉,Afrina Mustari,川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,小久保安昭
    • 学会等名
      第13回バイオオプティクス研究会
    • 発表場所
      前橋テルサ、前橋工科大学
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of spontaneous low-frequency oscillations in cerebral hemodynamics with a digital red-green-blue camera2016

    • 著者名/発表者名
      Mustari Afrina, Naoki Nakamura, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      レーザー学会第498回研究会「第5回ニューロフォトニクス研究会」
    • 発表場所
      東京農工大学 生物システム応用科学府 第1講義室
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡散反射分光法に基づく生体組織光学特性値の推定と脳機能イメージングへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      西舘泉
    • 学会等名
      レーザー学会第498回研究会「第5回ニューロフォトニクス研究会」
    • 発表場所
      東京農工大学 生物システム応用科学府 第1講義室
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo estimation of spontaneous low-frequency oscillations in cerebral hemodynamics with time-series red-green-blue images2016

    • 著者名/発表者名
      Mustari Afrina, Naoki Nakamura, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato and Yasuaki Kokobo
    • 学会等名
      OSJ-OSA Joint Symposia on Plasmonics and Digital Photonics
    • 発表場所
      Tokyo Bunkyo School Building, University of Tsukuba, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RGB画像に基づくラット大脳皮質の局所酸素飽和度評価2016

    • 著者名/発表者名
      原崎芳加, Mustari Afrina, 西舘泉, 川内聡子, 佐藤俊一, 佐藤学, 小久保安昭
    • 学会等名
      光・量子デバイス研究会Technical Meeting on “Optical and Quantum Devices”, IEE Japan
    • 発表場所
      東北大学 東京分室
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo imaging of cerebral hemodynamics and light scattering parameter in rat brain with a digital red-green-blue camera2016

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Afrina Mustari, Yoshika Harasaki, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2016
    • 発表場所
      TOKI MESSE, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光伝搬数値シミュレーションを用いたカラー画像解析に基づく脳機能イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      西舘泉,Afrina Mustari,原崎芳加,川内聡子,佐藤俊一,佐藤学,小久保安昭
    • 学会等名
      レーザー学会第493回研究会 「光・レーザーの医学・医療応用」
    • 発表場所
      東北大学工学部電子・情報システム応物系1号館2階大会議室
    • 年月日
      2016-08-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo evaluation and imaging of neurovascular functions using diffuse reflectance spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato
    • 学会等名
      The Japan-US Forum on Blast Injury 2016
    • 発表場所
      The New Sanno Hotel, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging of regional cerebral oxygen saturation of rat with a digital red-green-blue camera2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshika Harasaki, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of spontaneous low-frequency oscillations in cerebral intrinsic optical signals with a digital red-green-blue camera2016

    • 著者名/発表者名
      Afrina Mustari, Yuta Aoki, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, and Manabu Sato
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo imaging of cerebral hemodynamics and regional oxygen saturation in rats with a digital red-green-blue camera2016

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Yoshika Harasaki, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Manabu Sato, and Yasuaki Kokubo
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BiOS 2016
    • 発表場所
      The Moscone Center San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] RGBイメージセンサーを用いたラット脳組織の局所酸素飽和度イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      原崎芳加、西舘泉、川内聡子、佐藤俊一、佐藤学、小久保安昭
    • 学会等名
      Medical Optics & Spectroscopy 2015
    • 発表場所
      ホテルグランヒル市ヶ谷
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] RGBカメラを用いたラット脳の血行動態イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      原崎芳加、西舘泉、川内聡子、佐藤俊一、佐藤学、小久保安昭
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2015
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 東京農工大学生物システム応用科学府西舘研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~bmp-mpg/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] Biomedical Photonics Laboratory

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~bmp-mpg/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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