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虚血性神経障害による下肢切断リスク回避のための光音響イメージング開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02113
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 医用システム
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛

研究代表者

石原 美弥  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 教授 (30505342)

研究分担者 八木橋 操六  東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (40111231)
額田 均  東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (60118833)
東 隆一  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 准教授 (00531112)
藤田 真敬  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 異常環境衛生研究部門, 教授 (20525927)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード医用超音波システム / 糖尿病 / 神経科学 / 量子ビーム / 生物・生体工学
研究成果の概要

本研究は3年計画で3年間実施した。本研究の最大の狙いは、形態画像が取得できる超音波画像で神経束を、光音響画像で神経束周囲内外の血管を描出できる光音響イメージングシステムを研究開発することと、このシステムにより糖尿病性神経障害のキーである神経虚血を対象に評価出来るようになることである。
そして、本研究の成果のポイントは、ファントムを用いた開発技術の性能評価を経て、我々が独自に開発したhypoxiaモデルを用いた動物実験で評価し、臨床研究を実施した事であり、すなわち、段階的に成果を積み上げたことと考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖尿病患者の激増による社会的・医療経済学的損失が著しい。その中心的課題として血管合併症への対策がある。本研究で実施した、組織虚血を可視化できる光音響画像重畳超音波イメージングシステムの開発・構築により、深刻な糖尿病の血管合併症である足切断の抜本的対策の一助、最終的には糖尿病診療のトータルケアに繋げられると考える。慢性疾患特有の非侵襲その場イメージングの利点は以下と考える。慢性疾患である糖尿病は患者が疾患と向き合うことが必要である。診療の度に病態の進展や治療の効果がその場で画像で確認できれば,患者にとって励みになる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2014

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] 光音響的作用の数値計算とその画像診断・治療支援への応用の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 平沢 壮, 辻田 和宏, 櫛引 俊宏, 石原 美弥
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌

      巻: 40 号: 4 ページ: 348-358

    • DOI

      10.2530/jslsm.jslsm-40_0033

    • NAID

      130007785793

    • ISSN
      0288-6200, 1881-1639
    • 年月日
      2020-01-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoacoustic tomography reconstructing absorption coefficient and effect of regularization minimizing p-norm2020

    • 著者名/発表者名
      Okawa Shinpei、Hirasawa Takeshi、Kushibiki Toshihiro、Fujita Masanori、Ishihara Miya
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11240 ページ: 132-132

    • DOI

      10.1117/12.2551478

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光音響イメージング技術動向2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料光 量子デバイス研究会医療工学応用一般

      巻: (QIE-5) OQD-19-016 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical and experimental investigations of dependence of photoacoustic signals from gold nanoparticles on the optical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Okawa, S., Hirasawa, T., Sato, R., Kushibiki, T., Ishihara, M. and Teranishi, T.
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: Online first 号: 3 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s10043-018-0435-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of blood-oxygen saturation using a photoacoustic technique in the rabbit hypoxemia model2018

    • 著者名/発表者名
      Sei Kiguna,Fujita Masanori,Hirasawa Takeshi,Okawa Shimpei,Kushibiki Toshihiro,Hidenori Sasa,Kenichi Furuya,Ishihara Miya
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Monitoring and Computing

      巻: 6(1) 号: 2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1007/s10877-018-0166-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時空間4 次元イメージングとしての光音響画像化技術の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 雑誌名

      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2018 講演予稿集

      巻: 講演予稿集

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral-differential-based unmixing for multispectral photoacoustic imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hirasawa Takeshi、Iwatate Ryu J.、Kamiya Mako、Okawa Shinpei、Fujita Masanori、Urano Yasuteru、Ishihara Miya
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 号: 10 ページ: 2383-2383

    • DOI

      10.1364/ao.57.002383

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D quantitative photoacoustic image reconstruction using Monte Carlo method and linearization2018

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Okawa,Takeshi Hirasawa,Kazuhiro Tsujita*,Toshihiro Kushibiki,Miya Ishihara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10494 ページ: 172-172

    • DOI

      10.1117/12.2293229

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multispectral photoacoustic tomography for detection of small tumors inside biological tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hirasawa,Shinpei Okawa,Kazuhiro Tsujita*,Toshihiro Kushibiki,Masanori Fujita,Yasuteru Urano*,Miya Ishihara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10494 ページ: 127-127

    • DOI

      10.1117/12.2293438

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis for peripheral vascularity assessment based on clinical photoacoustic and ultrasound images2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Murakoshi, Kazuhiro Hirota, Hiroyasu Ishii, Atsushi Hashimoto, Tetsurou Ebata, Kaku Irisawa, Takatsugu Wada, Toshiro Hayakawa, Kenji Itoh, Miya Ishihara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 104945 ページ: 194-194

    • DOI

      10.1117/12.2286835

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the approximations of light propagation on quantitative photoacoustic tomography using two-dimensional photon diffusion equation and linearization2017

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Okawa,Takeshi Hirasawa,Toshihiro Kushibiki,Miya Ishihara
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 24(6) 号: 6 ページ: 705-726

    • DOI

      10.1007/s10043-017-0369-0

    • 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] Novel compact photoacoustic imaging system to explore the applications in the medical imaging field2017

    • 著者名/発表者名
      Kaku Irisawa, Takatsugu Wada, Toshiro Hayakawa, Miya Ishihara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10252 ページ: 1025205-1025205

    • DOI

      10.1117/12.2277440

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 近赤外光を用いた次世代生体イメージング:拡散光 蛍光 光音響トモグラフィー2017

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 石原 美弥, 西村 吾朗*, 星 詳子*
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 56(11) ページ: 863-868

    • NAID

      130006206074

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 光音響イメージング技術とその応用の最新動向2017

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 雑誌名

      光学

      巻: 46(9) ページ: 344-353

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 光音響シミュレーションと定量的トモグラフィー画像再構成-光音響を用いたより高度な診断を目指して-2017

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 平沢 壮, 佐藤 良太*, 櫛引 俊宏, 石原 美弥, 寺西 利治
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 36(9) ページ: 66-71

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子イメージングのためのマルチスペクトル光音響イメージング及びがんイメージングへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      平沢 壮, 岩立 竜*, 神谷 真子*, 大川 晋平, 櫛引 俊宏, 浦野 泰照*, 石原 美弥
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 36(9) ページ: 60-65

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 医学生物応用のための光音響イメージング技術とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 36(9) ページ: 56-59

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Uncooled Infrared Camera for the Noninvasive Visualization of the Vascular Flow in an Anastomotic Vessel during Neurological Surgery: Technical Note2014

    • 著者名/発表者名
      Otani Naoki,Ishihara M,Fujita M*,Wada Kojiro,Mori Kentaro
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 54 号: 6 ページ: 502-506

    • DOI

      10.2176/nmc.tn2012-0265

    • NAID

      130003383244

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 医学生物応用に向けた光音響イメージング技術2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      フォトニクス情報システム第179 委員会第56 回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医学生物応用に必要な光音響イメージング技術開発2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      重点プロジェクトスマートエーイー研究会(第15 回)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光音響技術による光吸収係数分布のイメージングとその診断 治療支援への応用可能性2019

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 平沢 壮, 櫛引 俊宏, 藤田 真敬, 石原 美弥
    • 学会等名
      第40 回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージングにおける医工連携研究の紹介2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光音響イメージングの現状と医学生物応用の展望2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      第44 回光学シンポジウム(光学技術 学術講演会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光音響イメージング技術の現状とその医学生物応用2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      光電相互変換第125 委員会「本委員会第245 回研究会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Performance validation of improved photoacoustic/ultrasound superposed imaging system for evaluation of diabetic neuropathy2019

    • 著者名/発表者名
      Miya Ishihara, Kaku Irisawa,Dai Murakoshi,Takeshi Hirasawa,Shinpei Okawa,Ryuichi Azuma ,Takeshi Osonoi,Hitoshi Nukada,Soroku Yagihashi
    • 学会等名
      SPIE Photonics West Biomedical Optics, BiOS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoacoustic measurement technique for sensitive detection of contrast agents(2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hirasawa,Shinpei Okawa,Kazuhiro Tsujita,Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics WEST BiOS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation study of a quantitative photoacoustic image reconstruction using Monte Carlo method and linearization2019

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Okawa,Takeshi Hirasawa, Kazuhiro Tsujita,Toshihiro Kushibiki,Masanori Fujita,Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics WEST BiOS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 【シンポジウム】光音響イメージング研究に必要な基礎研究と臨床研究の連動2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      2019 OCU シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 【シンポジウム】光音響画像のin vivo イメージング技術における位置づけ2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      第23 回遺伝子実験施設セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 【シンポジウム】基礎と臨床をつなぐ光音響イメージング研究2019

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39 回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photoacoustic imaging to the evaluation of nerve ischemia2018

    • 著者名/発表者名
      Miya Ishihara
    • 学会等名
      World Molecular Imaging Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clinical application of photoacoustic imaging to the evaluation of diabetic polyneuropathy2018

    • 著者名/発表者名
      Soroku Yagihashi,Miya Ishihara,Ryotaro Hotta,Ryuichi Azuma,Hitoshi Nukada,Hiroki Mizukami,Kaku Irisawa,Dai Murakoshi,Nana Shiozawa,Satako Douguchi,Miyoko Saitou,Atsuko Tamasawa,Takeshi Osonoi
    • 学会等名
      ADA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 【シンポジウム】時空間4 次元イメージングとしての光音響画像化技術の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージングの探索的臨床研究の紹介2018

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      第57 回日本生体医工学会大会,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光音響トモグラフィーと定量的画像再構成2018

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 平沢 壮, 辻田 和宏, 櫛引 俊宏, 石原 美弥
    • 学会等名
      第37 回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージングの糖尿病多発神経障害の診断 病態評価への応用の試み2018

    • 著者名/発表者名
      八木橋操六, 石原 美弥
    • 学会等名
      第61 回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multispectral photoacoustic tomography for detection of small tumors inside biological tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hirasawa,Shinpei Okawa,Kazuhiro Tsujita*,Toshihiro Kushibiki,Masanori Fujita,Yasuteru Urano*,Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics West Biomedical Optics, BiOS 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D quantitative photoacoustic image reconstruction using Monte Carlo method and linearization2018

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Okawa,Takeshi Hirasawa,Kazuhiro Tsujita*,Toshihiro Kushibiki,Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics West Biomedical Optics, BiOS 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transrectal photoacoustic imaging for guidance of targeted prostate biopsies2018

    • 著者名/発表者名
      Miya Ishihara,Akio Horiguchi,Masayuki Shinchi*,Hiroshi Shinmoto,Kaku Irisawa*,Takatsugu Wada*,Hitoshi Tsuda, Tomohiko Asano
    • 学会等名
      SPIE Photonics West Biomedical Optics, BiOS 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative analysis for peripheral vascularity assessment based on clinical photoacoustic and ultrasound images2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Murakoshi, Kazuhiro Hirota, Hiroyasu Ishii, Atsushi Hashimoto, Tetsurou Ebata, Kaku Irisawa, Takatsugu Wada, Toshiro Hayakawa, Kenji Itoh, Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2018 Technical Program
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 【シンポジウム】光音響イメージング技術の医学 生命科学における位置づけ2018

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      AMED 老化メカニズムの解明 制御プロジェクト「老化研究推進 支援拠点」シンポジウム「イメージング技術の融合による医学 生命科学の新たな地平の開拓」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージングとその応用2018

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      日本光学会光設計研究グループ第64回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photoacoustic imaging for cancer detection2017

    • 著者名/発表者名
      Miya Ishihara
    • 学会等名
      3rd World Congress and Expo on Oncology & Radiology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advances in clinical application of photoacoustic imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Miya Ishihara
    • 学会等名
      31st KAST International Symposium Photoacoustic Imaging in Medicine and Biology
    • 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] Novel compact photoacoustic imaging system to explore the applications in the medical imaging field2017

    • 著者名/発表者名
      Kaku Irisawa, Takatsugu Wada, Toshiro Hayakawa, Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Technologies and Applications of Structured Light, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光音響技術を用いた小動物イメージング法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      平沢 壮, 大川 晋平, 辻田 和宏*, 櫛引 俊宏, 藤田 真敬, 浦野 泰照*, 石原 美弥
    • 学会等名
      第38 回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生体内光伝播計算を用いた定量的3 次元光音響トモグラフィー2017

    • 著者名/発表者名
      大川 晋平, 平沢 壮, 辻田和弘*, 櫛引 俊宏, 石原 美弥
    • 学会等名
      第38 回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 体腔用プローブを用いた光音響イメージングによるがん診療へのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      石原美弥,堀口明男,新地祐介,精きぐな,大川晋平,和田隆亜,入澤覚,広田和弘,古谷健一,浅野友彦
    • 学会等名
      第38回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石原 美弥
    • 学会等名
      日本オプトメカトロニクス協会光センシング技術部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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