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高速光コヒーレンストモグラフィによる生体表皮下組識の時間分解マイクロ機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 17300151
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 医用生体工学・生体材料学
研究機関大阪大学

研究代表者

春名 正光  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20029333)

研究分担者 石蔵 文信  大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (50303970)
近江 雅人  大阪大学, 医学系研究科, 助手 (60273645)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2006年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2005年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
キーワード光コヒーレンストモグラフィ(2)(3)(5)(6) / 高速OCT / 時間分解解析 / マイクロ機能解析 / 末梢血管 / 光コヒーレンストモグラフィ
研究概要

本研究では、ビデオレート以上で断層イメージを取得できる高速OCTを実現、これを用いて生体表皮下組織をコマ取りし、これをもとに末梢血管系・代謝系の機能や動態および神経系の信号伝搬の様子を、ミクロンオーダーの空間分解能で時間分解解析した。
(1)干渉計にPZT光ファイバ位相変調器を組み込み、プッシュプル動作させる新たな全光ファイバ・高速タイムドメインOCT(TD・OCT)を試作した。光源には中心波長1.3μmのSLDを用い、空間分解能17μm、光走査幅2.5mm、走査速度は最大2000スキャン/秒を実現した。
(2)新たに光波長掃引レーザを光源とする光周波数掃引方式OCT(SS-OCT)を試作した。光源の中心波長は1.3μm、波長掃引周波数は20kHzである。これは20000ライン/秒の走査能に相当し、OCTイメージデータ取得時間20msを実現した。
(3)試作した高速TD-OCT装置を用いて、OCTイメージを一定のフレーム間隔で時系列に取得する手法を「ダイナミックOCT」と名付け、この手法を用いて、皮膚交感神経に支配されて機能する表皮直下の汗腺の動態を鮮明に観察することができた。
(4)ヒト指先端における汗腺に着目し、聚張やストレスで誘起される精神性発汗現象をダイナミックOCTで観察した。具体的には、不快音や握力負荷を被験者に与え、OCTデータ取得時間1秒、フレーム間隔3.5秒で連続的に汗腺のOCTイメージを取得した。
(5)前述の波長1.諏m帯ダイナミックOCT装置を用いて、ヒト指細動脈の動態観察を行った。その結果、細動脈の収縮・拡張を可視化し、血管壁の盛りあがりの様子を鮮明に捉えることができた。さらに、下肢加温時における細動脈の拡張の様子を捉えることができ、体温調節に関わる皮膚交感神経活動をイメージングすることができた。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (40件) 図書 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 光コヒーレンストモグラフィー2007

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌 Vol. 90, No. 3

      ページ: 226-231

    • NAID

      110006240363

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic OCT of Mentally-stress-induced Sweating in Sweat Glands of Human Finger Tip2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      SPIE Biomedical Optics Symposium (BiOS2007) Paper 6429.99

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Coherence Tomography2007

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      J.Inst.Elec.Information Commun.Eng. vol.90, no.3

      ページ: 226-231

    • NAID

      110006240363

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic OCT of Sweat Glands of Human Finger Tip2006

    • 著者名/発表者名
      M.Haruna
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Biomedical Optics Symposium Vol. 6079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In vivo Dynamic Imaging of Arterioles of Human Fingers Using Optical Coherence Tomography at 1.3μm2006

    • 著者名/発表者名
      M.Haruna
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45, No. 3

    • NAID

      40007442719

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 光コヒーレンストモグラフィを用いたヒト指細動脈の断層イメージング2006

    • 著者名/発表者名
      藤 利栄
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol. 44, No. 4

      ページ: 606-612

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高分解能光コヒーレンストモグラフィ2006

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 雑誌名

      レーザー研究 Vol. 34, No. 7

      ページ: 470-475

    • NAID

      10018007774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 低コヒーレンス光干渉を用いた生体機能検出2006

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 雑誌名

      計測と制御 Vol. 45, No. 11

      ページ: 915-921

    • NAID

      10018407059

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic OCT of sweat glands of human finger tip2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      Proc.SPIE, Int.Soc.Opt.Eng. vol.6079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In vivo Dynamic Imaging of Arterioles of Human Fingers Using Optical Coherence Tomography at 1.3μm2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics vol.45, no.33

    • NAID

      40007442719

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tomographic Imaging of Arterioles of Human Fingers Using Optical Coherence Tomography2006

    • 著者名/発表者名
      Toshie Fuji
    • 雑誌名

      BME vol.44, no.4

      ページ: 606-612

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-resolution optical coherence tomography2006

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      The Rev.Laser Eng. vol.34, no.7

      ページ: 470-475

    • NAID

      10018007774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic OCT of Sweat Glands of Human Finger Tip2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      SPIE Biomedical Optics Symposium (BiOS2006) San Jose, CA, Jan.23

      ページ: 6079-71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In vivo Dynamic Imaging of Arterioles of Human Fingers Using 1,3-μm All-optical-fiber OCT2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      OSA Topical Meeting on Biomedical Optics, Paper TuI43, Tech. Dig. pp. TuI43-I to-3, Fort Lauderdale, Florida, USA

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Coherence Tomography of Peripheral Vessels of Human Fingers2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2005 Paper OR 2901

      ページ: 4346-4346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coherence Control of Thermal-Light Interferometer for High-Resolution Optical Coherence Tomography2006

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      12-th Microoptics Conference (MOC'06) Paper H4

      ページ: 216-217

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of Mentally-Stress-Induced Sweating in sweat glands of Human Finger Tip by Dynamic OCT2006

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      International Conference on Optics Within Life Science (OWLS9) Paper 02-12

      ページ: 86-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of biological function by low-coherence interferometry2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      J.Instrument and control Eng. vol.45, no.11

      ページ: 915-921

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 光コヒーレンストモグラフィを用いたヒト指細動脈の断層イメージング2006

    • 著者名/発表者名
      藤 利栄
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol. 44, No, 4(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 巻頭言 : 医療にもっと光を2006

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 雑誌名

      応用物理学会誌 Vol. 75, No. 6

      ページ: 663-663

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic OCT of sweat glands of human finger tip2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      Proc.SPIE, Progress in Biomedical Optics & Imaging Vol.6079(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In-vivo dynamic imaging of arterioles of human fingers using 1.3-μm all-optical-fiber OCT2006

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Haruna
    • 雑誌名

      Tech.Digest OSA, Biomedical Optics Topical Meeting TuI43(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] OCTを用いた生体レーザアブレーションのin situ観察2006

    • 著者名/発表者名
      谷澤 学
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol.43 No.4(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic observation of sweat glands of human finger tip using all-optical-fiber high-speed optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 44 No. 26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of wavelength dependence of fiber-optic directional-coupler interferometers on optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Proc. 17th International Conference on Optical Fiber Sensors P2-2

      ページ: 599-602

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Submicron optical coherence tomography of biological tissue using a thermal-light interferometer2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Digest of Pacific-Rim Conference on Laser and Electro-Optics CTuM1-2

      ページ: 51-52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Dynamics of sweat glands of human finger tip using all-optical-fiber high-speed OCT2005

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nohara
    • 雑誌名

      Digest of Pacific-Rim Conference on Laser and Electro-Optics CTuM1-4

      ページ: 137-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In-situ observation of tissue laser ablation using optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Optical and Quantum Electronics Vol. 37

      ページ: 1175-1183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生体表皮下の高精細OCT2005

    • 著者名/発表者名
      近江 雅人
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌 Vol. 26 No. 3

      ページ: 239-244

    • NAID

      10016883362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic observation of sweat glands of human fingertip using all-optical-fiber high-speed optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.44, no.26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of wavelength dependence of fiber-optic directional-coupler interferometers on optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      17th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-17) Paper P2-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Submicron Optical Coherence Tomography of Biological Tissue Using a Thermal-Light Interferometer2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Pacific-Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR2005) Paper CTuM1.2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of Dynamics of Sweat Glands of Human Finger Tip Using All-Optical-Fiber High-Speed OCT2005

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nohara
    • 雑誌名

      Pacific-Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO姫R2005) Paper CTuM1.4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In-situ Observation of Tissue Laser Ablation Using Optical Coherence Tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Optical and Quantum Electronics vol.37

      ページ: 1175-1183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-definition optical coherence tomography underneath tissue surface2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      J.Jpn.Soc.Laser Surg.Med. vol.26, no.3

      ページ: 239-244

    • NAID

      10016883362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In-situ Observation of biological Tissue in Laser Ablation Using Optical Coherence Tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Manabu Tanizawa
    • 雑誌名

      BME vol.43, no.4

      ページ: 704-708

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic observation of sweat glands of human finger tip using all-optical-fiber high-speed optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.44 No.26

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of wavelength dependence of fiber-optic directional-coupler interferometers on optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Proc.17th International Conference on Optical Fiber Sensors P2-2

      ページ: 599-602

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In-situ observation of tissue laser ablation using optical coherence tomography2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Optical and Quantum Electronics Vol.37

      ページ: 1175-1183

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体表皮下の高精細OCT2005

    • 著者名/発表者名
      近江 雅人
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌 Vol.26 No.3

      ページ: 239-244

    • NAID

      10016883362

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 「医用工学第2版」、第2章 医用電子機器 1. 概説,5. 光診断機器2006

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 医用工学第2版、第2章 医用電子機器 1. 概説,5. 光診断機器2006

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] レーザーハンドブック第2版(レーザー学会編)2005

    • 著者名/発表者名
      春名正光
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      オーム社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 断層計測装置及び断層計測方法2005

    • 発明者名
      春名正光
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2005-242418
    • 出願年月日
      2005-08-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 断層計測装置及び断層計測方法2005

    • 発明者名
      春名 正光
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2005-242418
    • 出願年月日
      2005-08-24
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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