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PASによる非侵襲血糖測定器ための光マイクロホンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18500373
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

和田森 直  長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (60303179)

研究分担者 石原 康利  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (00377219)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,140千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 540千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード光音響分光法 / 非侵襲血糖値測定 / 糖尿病 / 生体計測 / 医用システム / 検査・診断システム / 生体情報・計測 / 適応フィルタ
研究概要

光音響分光法を応用した非侵襲血糖値測定の小型化、高感度化を目指し、(1)小型かつ信号ラインに光を使用するため電磁波雑音の影響に強いとされる光マイクロホンを用いた装置系、(2)DSP化可能な適応フィルタを応用した適応雑音除去処理を新たに導入した装置系について検討した。従来の装置系においてグルコースの分別定量値が5g/dlであったのに対し、従来装置系で用いていたコンデンサマイクロホンに比べ光マイクロホンの感度が約6倍向上することを確認し、様々な条件における共鳴型セルの性能を厳密に評価する方法として、PA現象を模擬した有限要素法による数値解析の妥当性を示し、デッドボリュームを削減した共鳴型セルの検出感度は直管形セルに比べ約18倍向上することを確認した。さらに、適応雑音除去処理による有色雑音除去性能を数値シミュレーションおよびファントムを用いた基礎実験により評価した結果から、適応雑音除去処理を導入した装置系は、生体計測において必要な装置系のダイナミックレンジ50dB以上である62dBであることを確認した。なおかつ、照射光出力が人体に対する最大許容露光量10mW以下の8.3mWで、前述した装置系のダイナミックレンジを実現していることから、光源10mW以下の比較的小型な光源装置を用いることが可能であることが考えられる。したがって、提案手法による装置系の小型化の可能性が示され、簡易な血糖自己測定器として必要な精度である20~500mg/dl±10%を達成可能であると考えられる。
今後、小容積化を図った共鳴型セルを試作し、基礎実験による試作した共鳴型セルの性能評価を行った後、グルコース水溶液を対象とした分別定量実験を行う予定である。さらに、ボランティアによる糖負荷実験を実施し、PASによる非侵襲血糖値測定の可能性を明らかにし、臨床応用の目処をつける予定である。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] FEM連成解析に基づく生体用光音響セルの設計手法2009

    • 著者名/発表者名
      和田森直, 石原康利
    • 雑誌名

      医学・生物学サーモロジー 28

      ページ: 39-46

    • NAID

      10024782873

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有限要素法解析に基づく経皮的PA信号検出器の高感度化に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      和田森直, 石原康利
    • 雑誌名

      生体医工学 46

      ページ: 238-245

    • NAID

      110006793196

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有限要素法解析に基づく経皮的PA信号検出器の高感度化に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 雑誌名

      生体医工学 46

      ページ: 238-245

    • NAID

      110006793196

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FEM 連成解析に基づく生体用光音響セルの設計手法2008

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 雑誌名

      医学・生物学サーモロジー 28

      ページ: 39-46

    • NAID

      10024782873

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光音響分光法を利用した生体情報計測システムへの適応フィルタの適用の検討2006

    • 著者名/発表者名
      和田森直, 松田甚一, 石原康利
    • 雑誌名

      設計工学 41

      ページ: 44-51

    • NAID

      10018790583

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光音響分光法を利用した生体情報計測システムへの適応フィルタの適用2006

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 雑誌名

      設計工学 41・12

      ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 適応フィルタを用いたPASによる生体情報計測の試み2006

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 雑誌名

      第45回日本生体医工学会大会論文集 44・Suppl.1

      ページ: 702-702

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光音響分光法による生体計測装置の小型化に向けた検討2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 純
    • 雑誌名

      平成18年度電子情報通信学会信越支部大会論文集

      ページ: 92-92

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光音響分光法による血中グルコース濃度検出装置の小型化に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 純
    • 雑誌名

      平成18年度電子情報通信学会信越支部大会論文集

      ページ: 97-97

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Photoacoustic depth profiling of a skin model for non-invasive glucose measurement2008

    • 著者名/発表者名
      Naoki Wadamori
    • 学会等名
      30th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Vancouver, British Columbia, Canada
    • 年月日
      2008-08-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光マイクロホンを用いた光音響信号検出器に関する基礎検討2008

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      第47回生体医工学会大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-05-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光マイクを用いた光音響信号の高感度検出に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      篠原亮
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光マイクを用いた光音響信号の高感度検出に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      篠原 亮
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野高専
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体等価モデルにおける光音響信号特性の数値的検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2007
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体等価モデルにおける光音響信号特性の数値的検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2007
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 数値解析モデルにおける光熱変換信号の発生・伝搬機序の基礎検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      第24回日本サーモロジ-学会大会
    • 発表場所
      文京
    • 年月日
      2007-08-31
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 数値解析モデルにおける光熱変換信号の発生・伝搬機序の基礎検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      第24回日本サーモロジー学会大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-08-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体等価モデルにおける光音響信号特性の数値的検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      第46回生体医工学学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-04-26
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体等価モデルにおける光音響信号特性の数値的検討2007

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      第46回生体医工学学会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2007-04-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光音響分光法による生体計測装置の小型化に向けた検討2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤純
    • 学会等名
      平成18年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2006-09-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光音響分光法による血中グルコース濃度検出装置の小型化に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤純
    • 学会等名
      平成18年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2006-09-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 適応フィルタを用いたPASによる生体情報計測の試み2006

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      第45回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2006-05-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://ishihara.nagaokaut.ac.jp/research/paper.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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