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光コヒーレンス断層法による非侵襲定量的3次元脳循環代謝イメージング法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K21085
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 脳計測科学
脳神経外科学
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 崇士  京都大学, 充実した健康長寿社会を築く総合医療開発リーダー育成リーディング大学院, 特定助教 (10572224)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード生体光計測 / 光コヒーレンス断層法 / 脳循環代謝 / 神経代謝カップリング / 光コヒーレント断層法 / 脳血管障害 / 光生体計測
研究成果の概要

周波数ドメインOCTを用いて脳循環代謝を3次元的に評価するシステムの開発を行った。ラットおよびメダカを対象に生体イメージング実験を行い、血管構造を3次元的に可視化した。また、OCT信号から内部温度分布の推定を試みた。しかしながら、今回の用いたOCTの波長(900nm)では、温度分布をしめすことは困難であることが明らかとなった。そこで、ラット脳を対象に、レーザースペックル血流イメージングと赤外温度イメージングを用いた実験より、脳血流と脳温度を同時に計測し、2次元的に評価するイメージング法を開発した。その結果、脳温度と脳血流の乖離現象が確認された。これは脳循環代謝の理解の一助となりうる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳が活動すると、その場所でエネルギーが消費され、代謝によって熱が発生する。その熱は脳血流によって輸送され、その結果脳の局所において温度が変化する。このわずかな温度変化を知ることで、脳の活動の程度を知ることができる。また病気で血流が悪い箇所などでは、周辺よりも温度が高いことが予想され、脳温度によって異常を見つけることが考えられる。脳血管は脳内で3次元的な構造を有しているため、血流や温度の関係を3次元的に評価することが重要となってくる。光イメージングは、非侵襲的にこれらを評価することができる。本研究は、光イメージングにより脳温度と脳血流の生理学的基礎を明らかにすることを目的としている。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Simultaneous infrared thermal imaging and laser speckle imaging of brain temperature and cerebral blood flow in rats2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takashi、Oishi Naoya、Fukuyama Hidenao
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 24 号: 03 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jbo.24.3.031014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Visualization of microvessels in medaka brain using Optical Coherence Tomography2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takashi、Ueno Tomohiro、Oishi Naoya、Fukuyama Hidenao
    • 学会等名
      International Conference on Complex Medical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OCTによるメダカ脳微小血管のin vivo計測2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 崇士、上野 智弘、大石 直也、 福山 秀直
    • 学会等名
      Optics& Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤外温度カメラとレーザースペックル血流計を用いたラット脳血流・代謝同時イメージング法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 崇士、大石 直也、 福山 秀直
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血流・温度同時イメージングによる脳循環代謝の時空間解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 崇士、大石 直也、 福山 秀直
    • 学会等名
      第29回日本脳循環代謝学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous Imaging of Local Brain Temperature and Cerebral Blood Flow Change during Common Carotid Artery Occlusion in Rat2016

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, N. Oishi, H. Fukuyama
    • 学会等名
      International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      Tochigi, Japan
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Imaging of Local Brain Temperature and Cerebral Blood Flow Change during Common Carotid Artery Occlusion in Rat2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suzuki, Naoya Oishi, and Hidenao Fukuyama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      Tochigi, Japan
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤外温度・血流同時イメージングによるラット脳虚血急性期における脳循環代謝の評価2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 崇士、大石 直也、福山 秀直
    • 学会等名
      第27回日本脳循環代謝学会総会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 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: 2020-03-30  

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