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世界最高速の光偏向方式OCTによる3次元組織構造計測と関節軟骨組織評価への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K12030
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90110:生体医工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

近江 雅人  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (60273645)

研究分担者 石川 正和  広島大学, 医系科学研究科(医), 寄附講座准教授 (60372158)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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OCT / KTN光偏向器 / En face OCT / 整形外科応用 / 関節軟骨
研究成果の概要

本研究では、KTN光偏向器による高速タイムドメイン方式のEn face OCTを開発した。本イメージング装置では、200kHzの三角波でKTN光偏向器を駆動して入射光をy軸方向に走査し、ガルバノミラーを用いて光を800Hzでx軸方向に走査させx-y平面をビームスキャンする。このEn face 2次元OCT画像を世界最高速の800フレーム/秒の速さで取得できた。ヒト指先の指紋部の3D-OCTイメージングを取得し、皮膚組織のOCTイメージングの有用性を確認できた。整形外科分野への応用として、マウスを用いて骨・軟骨病変のOCT取得を行い、正常部と異常部位の差異をOCT値として定量的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、電気光学結晶(KTN)による光偏向器を用いた高速のEn face OCTシステムを開発した。本イメージング装置では、KTN光偏向器で入射光をy軸方向に高速に走査し、ガルバノミラーにより低速でx軸方向に走査させx-y平面をスキャンする。このEn face OCT画像を世界最高速の800フレーム/秒の速さで取得できた。本装置を用いてヒト皮膚組織の超高速En face OCT、及び3次元OCTイメージを取得することができた。さらに、整形外科分野への応用として、マウスを用いて骨・軟骨病変のOCT取得を行い、正常部と異常部位の差異を定量的に評価することができた。

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

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Analysis of sweating by optical coherence tomography in patients with palmoplantar hyperhidrosis2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kato, Saber Al-Sobaihi, Hind Al-Busani, Aya Nishizawa, Masato Ohmi, Hiroo Yokozeki, Takeshi Namiki
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 48 号: 3 ページ: 334-343

    • DOI

      10.1111/1346-8138.15694

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-speed time-domain en face optical coherence tomography system using KTN optical beam deflector2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi, Yusuke Shinya, Jun Miyazu, Seiji Toyoda, Tadashi Sakamoto
    • 雑誌名

      Optics & Photonics Journal

      巻: 9 号: 05 ページ: 53-59

    • DOI

      10.4236/opj.2019.95006

    • 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
  • [学会発表] 光干渉断層撮影法(OCT法)の基礎医学および生物学教育における生体の構造・機能理解への有効性について2021

    • 著者名/発表者名
      加藤智樹、近江雅人
    • 学会等名
      日本生物教育学会第105回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] KTN硬性内視鏡型プローブを用いたOCTシステム2021

    • 著者名/発表者名
      金川鈴奈、八木生剛、近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] OCTとレーザー血流計を用いた抗ヒスタミン薬のアレルギー性皮膚炎抑制効果の検討2021

    • 著者名/発表者名
      孫 誉軒、阿部浩司、近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] KTN光偏向器を用いたOCT装置開発への応用2021

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rigid-endoscope optical coherence tomography system using KTN optical scanner2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi, Rena Kanagawa, Shogo Yagi
    • 学会等名
      The 9th Advaced Lasers and Photon Sources (ALPS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous measurement of mental sweating dynamics by electrodermal activity and optical coherence tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kondo, Yui Nimura, Takanori Ishikawa, Yota Komiyama, Takayuki Ezaki, Masato Ohmi
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OCTによる多汗症患者、健常者の発汗解析2020

    • 著者名/発表者名
      加藤恒平、並木 剛、横関博雄、近江雅人
    • 学会等名
      第28回日本発汗学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of image quality of rigid-endoscope OCT system using two-dimensional KTN optical scanner2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi, Rena Kanagawa, Shogo Yagi
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rigid-endoscope optical coherence tomography system using two-dimensional KTN optical beam scanner2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi, Enjoo Choi
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KTN光偏向器を用いた1軸走査型En face OCTシステム2019

    • 著者名/発表者名
      二村 唯、近江雅人
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] KTN光スキャナーを用いた硬性内視鏡型OCTシステム2019

    • 著者名/発表者名
      金川鈴奈、八木生剛、近江雅人
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] KTN硬性内視鏡プローブを用いたOCTシステム2019

    • 著者名/発表者名
      金川鈴奈、八木生剛、近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] KTN光偏向器を用いた1軸走査型En face OCT2019

    • 著者名/発表者名
      二村 唯、近江雅人
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] KTN光プローブを用いた硬性内視鏡型OCTの開発2018

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] OCTの高速化技術の進展2018

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 学会等名
      電子情報通信学会第27回シリコンフォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] KTN光偏向器を用いた1軸走査型En face OCTの開発2018

    • 著者名/発表者名
      二村 唯、近江雅人
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光断層イメージング(OCT)とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 学会等名
      電気三学会関西支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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