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血液細胞の3次元観測が可能なフローサイトメトリ法による新規な血液診断装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04159
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

船水 英希  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90516486)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード血液細胞 / ディジタルホログラフィ / 顕微鏡 / フローサイトメトリ / 計測システム / 血液検査
研究成果の概要

本研究では,フローサイトメトリ法に基づく血液検査装置に,無染色で細胞形状のリアルタイム3次元計測が可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を適用して,高速・高精度診断と各細胞形状の微視的観察を同時に実現し,従来の顕微鏡ではリアルタイム取得が困難な位相情報による血液細胞の3次元構造の復元および特徴抽出により,新規な血球識別・分類性能をもつ診断装置の提案とシステムを構築した.また,開業医レベルで導入可能で集団検診や在宅医療による早期診断・発見への貢献のために,最適で低コストかつ可搬な装置の設計・開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,従来の血液検査装置では不可能であった,無染色でリアルタイムかつ3次元的に血液細胞の形状を計測可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を用いて,高速かつ高精度な診断と各細胞形状の3次元顕微観察を同時に実現した.これにより,細胞形状計測において,従来の顕微鏡では困難だった情報を取得し,新規な血球識別・分類性能をもつ診断装置の提案とシステムを構築した.また,開業医レベルで導入可能で集団検診や在宅医療による早期診断・発見への貢献のために,低コストかつ可搬な装置の設計・開発を行った.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Two-wavelength digital holographic microscopy using speckle illuminations2020

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu,K. Sugata,J. Uozumi,Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering

      巻: 128 ページ: 105993-105993

    • DOI

      10.1016/j.optlaseng.2019.105993

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of spatial resolution in digital holographic microscopy using the spatial correlation properties of speckle patterns2019

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu,J. Uozumi,Y. Aizu
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 2 号: 6 ページ: 1822-1837

    • DOI

      10.1364/osac.2.001822

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional quantitative phase imaging of blood coagulation structures by optical projection tomography in flow cytometry using digital holographic microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, Y. Aizu
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 24 号: 03 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1117/1.jbo.24.3.031012

    • 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] Statistics of derivatives of intensity and phase in fractal speckles2018

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, J. Uozumi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Physics

      巻: 27 ページ: 568-571

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック顕微鏡を用いたフローサイトメトリー法による血液凝固構造の自動検出およびカウンティング2021

    • 著者名/発表者名
      神田 航輔,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      春季第68回応用物理学関係連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック・フローサイトメトリーによる位相情報に基づく赤血球凝集構造の自動検出およびカウンティング2021

    • 著者名/発表者名
      神田 航輔,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      第56回応用物理学会北海道支部/第17回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tomographic imaging of blood coagulation structures in flow cytometry using digital holographic microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu
    • 学会等名
      Imaging, sensing and optical memory 2020 (ISOM'20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Digital holographic microscopy using speckle patterns generated from a moving diffuser2020

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, T. Tokushima, J. Uozumi, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2020 (BISC'2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重散乱スペックル照明によるディジタルホログラフィック顕微鏡の高空間分解能化2020

    • 著者名/発表者名
      徳島 竜弥,船水 英希,魚住 純,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 移動拡散板から生成されたスペックルを用いたディジタルホログラフィック顕微鏡2020

    • 著者名/発表者名
      徳島 竜弥,船水 英希,魚住 純,相津 佳永
    • 学会等名
      春季第67回応用物理学関係連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 二重散乱スペックルによるディジタルホログラフィック顕微鏡の高空間分解能化2020

    • 著者名/発表者名
      徳島 竜弥,菅田 滉太,船水 英希,魚住 純,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地区合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィにおける伝搬距離を用いた画質改善2019

    • 著者名/発表者名
      菅田 滉太,船水 英希,魚住 純,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック顕微鏡を用いた血液凝固構造の光トモグラフィ像の画質改善2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 俊樹,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Noise reduction of digital holography using speckle correlation properties in longitudinal direction2019

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, J. Uozumi, Y. Aizu
    • 学会等名
      SPIE Optical metrology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Suppression of speckle noise in digital holography using speckle correlation properties of out-of-plane direction2019

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, Y. Sakazume, J. Uozumi, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2019 (BISC'2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 二波長法を用いたスペックル照明ディジタルホログラフィック顕微鏡2019

    • 著者名/発表者名
      菅田 滉太,船水 英希,魚住 純,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地区合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック顕微鏡を用いた赤血球凝集構造のトモグラフィック位相イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 俊樹,船水 英希,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地区合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 伝搬距離を用いたディジタルホログラフィのノイズ低減法におけるオフアクシス角の影響2019

    • 著者名/発表者名
      菅田 滉太,坂爪 良樹,船水 英希,魚住 純,相津 佳永
    • 学会等名
      春季第65回応用物理学関係連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック顕微鏡を用いた血液凝固構造のトモグラフィック位相イメージングにおける角度補正2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 俊樹,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      春季第65回応用物理学関係連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Digital holographic microscopy using speckle illuminations and two-wavelength method2018

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, Y. Onodera, J. Uozumi, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tomographic phase imaging of RBCs in blood coagulation structures using digital holographic microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, R. Goto, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing spatial resolution of two-wavelength digital holographic microscopy using speckle patterns generated from ring-slit apertures2018

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, J. Uozumi, Y. Aizu
    • 学会等名
      7th International Conference on Speckle Metrology (Speckle2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ディジタルホログラフィにおける伝搬距離を用いた画質改善2018

    • 著者名/発表者名
      坂爪 良樹,小野寺 裕星,船水 英希,魚住 純,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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