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多様な計測が可能な完全非侵襲リアルタイムイメージング血流計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12855
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90130:医用システム関連
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

秋口 俊輔  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50462130)

研究分担者 田尻 智紀  富山高等専門学校, その他部局等, 講師 (10735525)
安東 嗣修  金城学院大学, 薬学部, 教授 (50333498)
経田 僚昭  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
八賀 正司  公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (80123305)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード非侵襲計測装置 / 血流計測装置 / 音響光学素子 / 深層学習 / レーザードップラー流速分布測定装置
研究開始時の研究の概要

血管内血栓や微細領域の血流分布など、目視による主観的な判定方法に頼っていたり、そもそも目視自体が難しい状況が数多く見受けられる。このような中で、可能な限り多くの情報を患者の負担を限りなく少なくした状態で高精度に計測することが可能な装置の開発に取り組む。本研究で目指す、流れ方向を含んだ血流情報を非侵襲的にリアルタイムイメージング計測できる装置はこれまでに例がなく、本装置の特性を生かせば、血管新生と関連が深い癌の早期発見、日焼けなどによる炎症の血流計測、血管内の血栓観察、微細領域の血流分布観測など、多様な計測への応用が期待できる。

研究成果の概要

本研究課題はレーザー光を用いた多様な計測が可能な完全非侵襲リアルタイムイメージング血流計測装置の開発を目的とし、「リアルタイムイメージング」、「生体内血流速方向情報」、「計測領域拡張」の3つのテーマを立て取り組んだ。「リアルタイムイメージング」では現在想定している最大計測範囲である64chで10ms以下での処理が可能であることを確認した。「生体内血流速方向情報」ではAOMを含んだ光学系を構築し、流れ方向を変化させた流路および血液を用いた計測を正常に行えること確認した。「計測領域拡張」では計測領域を点から面に拡大したシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本装置で取得できる血流情報は血液検査のように抜き出した静的な情報ではなく、実際に生体内を今まさに流れている血流を動的に計測するため、血液検査とは異なる情報を獲得できる。この計測結果を瞬時に、さらにイメージング画像などのわかりやすい形で出力できれば応用範囲が劇的に広がる。さらに従来装置では不可能であった血流の流れ方向も新たな情報として取得できれば動脈静脈の判断も可能となる。この装置の特性を生かせば、血管新生と関連が深い癌の早期発見、日焼けなどによる炎症の血流計測、血管内の血栓観察、微細領域の血流分布観測など、多様な計測への応用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

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 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Deep Learning Method for Melanoma Discrimination Using Blood Flow Distribution Images2021

    • 著者名/発表者名
      Akiguchi S, Kyoden T, Tajiri T, Andoh T, Hachiga T
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering (First published)

      巻: 16-5 号: 5 ページ: 813-815

    • DOI

      10.1002/tee.23363

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical visualization of blood shear stress using laser Doppler velocimetry combined with acousto-optic module2021

    • 著者名/発表者名
      Tajiri Tomoki、Kyoden Tomoaki、Akiguchi Shunsuke、Andoh Tsugunobu、Hachiga Tadashi
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 483 ページ: 126607-126607

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2020.126607

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 血流異常を診断するための非侵襲光技術2020

    • 著者名/発表者名
      経田僚昭, 秋口俊輔, 田尻智紀, 安東嗣修, 八賀正司
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌

      巻: 23 ページ: 1-6

    • NAID

      130007883766

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessing the infinitely expanding intersection region for the development of large-scale multipoint laser Doppler velocimetry2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kyoden, S. Akiguchi, T. Tajiri, T. Andoh, N. Furuichi, R. Doihara, T. Hachiga
    • 雑誌名

      Flow Measurement and Instrumentation 101660

      巻: 70 ページ: 101660-101660

    • DOI

      10.1016/j.flowmeasinst.2019.101660

    • 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] 細胞培養における深層学習を用いたコロニー領域の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      寺林大樹, 秋口俊輔, 経田僚昭, 百生登, 安東嗣修, 八賀正司
    • 学会等名
      日本伝熱学会北陸信越支部秋季セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Deep Learning Method for Extracting Areas of Cancer Cells Using Microscope Images2021

    • 著者名/発表者名
      Taiki Terabayashi, Shunsuke Akiguchi, Tomoaki Kyouden, Tomoki Tajiri, Tsugunobu Andoh, Tadasi Hachiga
    • 学会等名
      The 6th International Conference on "Science of Technology Innovation"
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外光による皮膚癌血流画像を用いた深層学習診断2021

    • 著者名/発表者名
      寺林 大樹, 秋口 俊輔, 経田 僚昭, 百生 登, 安東 嗣修, 八賀 正司
    • 学会等名
      日本伝熱学会北陸信越支部春季セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レーザードップラー血流速計におけるメラノーマ判別システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      寺林大樹,秋口俊輔,経田僚昭
    • 学会等名
      日本福祉工学会九州支部大会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 血流イメージング機能を用いた血流関連疾患判別機能の検討2020

    • 著者名/発表者名
      寺林大樹,秋口俊輔,経田僚昭,田尻智紀,安東嗣修,八賀正司
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 血流速度とその方向成分を考慮した微細流路内の血流イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      荒木桃子,秋口俊輔,経田僚昭,田尻智紀,安藤嗣修,八賀正司
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 癌細胞の経日観察を行うための計測環境及び計測位置同定システムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      嶋﨑凌,秋口俊輔,経田僚昭
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of multi-point Laser Doppler Velocimeter for measuring simultaneous blood velocity distribution2020

    • 著者名/発表者名
      Momoko Araki, Shunshuke Akiguchi, Tomoaki Kyouden, Tomoki Tajiri, Tsugunobu Andoh, Tadashi Hachiga
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 血流の方向判別機能を有する流速分布計測装置2019

    • 著者名/発表者名
      荒木桃子、秋口俊輔、経田僚昭、田尻智紀、安東嗣修、八賀正司
    • 学会等名
      2019年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 血流の一方向成分判別機能を有する計測視野拡大LDV2019

    • 著者名/発表者名
      荒木桃子、秋口俊輔、経田僚昭、百正登、田尻智紀、安東嗣修、八賀正司
    • 学会等名
      2019 年度日本伝熱学北陸信越支部・春季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 悪性黒色腫診断装置2020

    • 発明者名
      安東嗣修、経田僚昭、秋口俊輔、田尻智紀、八賀正司
    • 権利者名
      安東嗣修、経田僚昭、秋口俊輔、田尻智紀、八賀正司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-000977
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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