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輸血用血液の浄化・成分分析オンラインシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06476
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
研究機関旭川工業高等専門学校

研究代表者

横井 直倫  旭川工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (60353223)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードナノ粒子 / 光学力 / 粒子制御 / 血液成分分析 / 計測工学 / 応用光学・量子光工学 / 生体生命情報 / 生物・生体工学 / 医療・福祉
研究成果の概要

本研究では, レーザーの有する光学力により血液中のナノサイズの粒子状不純物を非侵襲に除去でき, 同時にマイクロサイズの血球成分(赤血球, 白血球, 血小板)の計数と色彩計測により血液成分を定量分析できる輸血用血液の浄化・成分分析システムを構築した. さらに, 分析結果をデータベース化してネットワーク対応ハードディスク上に蓄積保存し, 情報を共有できるオンラインシステムを確立した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は, 研究代表者のこれまでの研究成果に基づくものであり, 輸血用血液から非侵襲に粒子状不純物のみを除去でき, なおかつ使用機器や検査者に依存せずに成分を高精度に分析できる点で独創的である. さらに, 本研究で開発するシステムは, ユニット化により30万円程度と既存の装置に比較して安価に構成できる見込みがある. 従って, 本研究の成果は全国各地の医療機関への成分が保証された輸血用血液の安定供給に貢献するものと考えられる.

報告書

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

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017

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 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Analysis of blood coagulation process based on fractality and dynamic characteristic of laser speckle pattern2019

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 24(3) 号: 03 ページ: 0310181-7

    • DOI

      10.1117/1.jbo.24.3.031018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical study on trapping and guiding of nanoparticles in a flow using scattering field of laser light2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 号: 3 ページ: 410-421

    • DOI

      10.1007/s10043-017-0403-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the sensitivity in velocity sensing using dynamic speckles2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 号: 1 ページ: 56-64

    • DOI

      10.1007/s10043-017-0393-0

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of blood flow and blood concentration change using laser speckle in fiber illumination and its application to estimation of stress condition2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, T. Shinohara, H. Funamizu, M. Kyoso, Y. Shimatani, T. Yuasa, Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 24 号: 2 ページ: 226-236

    • DOI

      10.1007/s10043-016-0287-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical considerations on control of motion of nanoparticles using scattering field of laser light2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optics & Laser Technology

      巻: 90 ページ: 226-236

    • DOI

      10.1016/j.optlastec.2016.11.016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] レーザースペックルイメージングによるバイオフィルム成長過程の画像解析2020

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 落合貴士, 湯浅友典, 船水英希, 相津佳永
    • 学会等名
      第55回応用物理学会北海道支部/第16回日本光学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト指先のバイオスペックル血流・血液濃度変化計測:上腕部カフ低圧迫時の応答解析2019

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 湯浅友典, 船水英希, 相津佳永
    • 学会等名
      第63回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光散乱を用いたバイオフィルム成長過程の画像計測2019

    • 著者名/発表者名
      落合貴士, 湯浅友典, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
    • 学会等名
      2019年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バイオスペックル血流イメージングにおけるスペックルサイズと速度検出特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 相津佳永
    • 学会等名
      第64回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バイオスペックル血流可視化法における血流評価値の特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 相津佳永
    • 学会等名
      第54回応用物理学会北海道支部/第15回日本光学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィルムの画像計測における形成手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      落合貴士, 湯浅友典, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットアーム型皮膚血流計測のための画像解析高速化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      中山颯太, 湯浅友典, 船水英希, 横井直倫, 相津佳永
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fractality of biospeckle pattern observed in blood coagulation process2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
    • 学会等名
      The Biomedical Imaging and Sensing Conference 2018 (BISC'18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ランダムレーザー媒質作製のための微粒子制御: 数値シミュレーションによる特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
    • 学会等名
      応用物理学会第61回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of temporal response in finger blood flow and concentration change in occlusion test on human arm using bio-speckle patterns2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yuasa, N. Yokoi, H. Funamizu, and Y. Aizu
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Speckle Metrology (Speckle 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ランダムレーザー媒質作製に向けた光学的な微粒子制御に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
    • 学会等名
      日本機械学会第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト上腕部カフ圧迫時の指先におけるレーザースペックル血流・血液濃度変化計測2018

    • 著者名/発表者名
      宍戸悠亮, 湯浅友典, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
    • 学会等名
      2018年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオスペックルのフラクタル次元を利用した血流解析に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 相津佳永, 魚住純
    • 学会等名
      応用物理学会第62回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダムレーザー媒質作製への応用を目指した三次元微粒子制御:数値計算による特性考察2018

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,岡本卓,相津佳永
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットアームを用いた血流計測の撮影条件に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      宍戸悠亮,田中祥平,岡崎隼也,横井直倫,船水英希,湯浅友典,相津佳永
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダムレーザー媒質作製のための微粒子制御に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,岡本卓,相津佳永
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical consideration on trapping and guiding of nanoparticles in a flow using scattering field of laser light2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • 学会等名
      The Biomedical Imaging and Sensing Conference 2017 (BISC’17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオスペックルによる皮膚血流・血液濃度変化イメージング: 上腕血流抑制に対する応答の解析2017

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,岡崎隼也,篠原智美,京相昌樹,島谷祐一,船水英希,湯浅友典,相津佳永
    • 学会等名
      応用物理学会第59回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of individual response in finger blood concentration change under occlusion on human arm using speckle patterns2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, T. Shinohara, S. Okazaki, H. Funamizu, M. Kyoso, Y. Shimatani, T. Yuasa, and Y. Aizu
    • 学会等名
      The 2017 European Conferences on Biomedical Optics (ECBO)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スペックル血流・血液濃度変化イメージング:皮膚血流抑制条件に対する応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,岡崎隼也,京相昌樹,島谷祐一,船水英希,湯浅友典,相津佳永
    • 学会等名
      レーザー学会第507回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental study on blood flow imaging based on fractal dimension of biospeckles2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics (ICO-24)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー光散乱場におけるナノ粒子挙動の可視化と制御特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,相津佳永
    • 学会等名
      可視化情報学会全国講演会(室蘭2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー光散乱場によるナノ粒子のトラッピング: 流れ場における特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      横井直倫,相津佳永
    • 学会等名
      応用物理学会第60回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] ストレス・疲労のセンシングとその評価技術2019

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 湯浅友典, 相津佳永, 他58名共著
    • 総ページ数
      598
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047640
    • 関連する報告書
      2019 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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