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緊急災害時に対応できるユビキタスな血栓症診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04507
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
研究機関公立千歳科学技術大学 (2022)
旭川工業高等専門学校 (2020-2021)

研究代表者

横井 直倫  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (60353223)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード計測工学 / 血流評価 / 血栓症診断 / フラクタル / 画像処理
研究開始時の研究の概要

本研究代表者はこれまで, 血液中の血栓をスペックルパターンのフラクタル次元に基づき画像検出する手法を提案してきた. また, 血栓の形成に深く関与する血行動態をスペックルパターンのコントラスト情報及び反射率情報に基づき分析する手法を検討してきた. 本研究では, 上記の血栓検出及び血行動態分析に関する技術を融合させ, 独自に開発したセンサユニットにより血液中の血栓を高感度に検出でき, しかも血栓の形成に深く関連する血行動態を同時に分析できるシステムを開発し, さらに検出・分析結果をデータベース化して共有する事により, 患者に対して低負荷であり, なおかつ低価格な血栓症診断システムを開発する.

研究成果の概要

本研究では, レーザー光照射下の生体から観測される光散乱パターンの画像検出に基づき, 血液中の血栓の検出ならびに血流速度, ストレス状態, 血液粘度, 血液濃度変化といった血行動態に由来する多様な情報を独自に開発した単一のセンサユニットで同時に取得できる, 低価格でなおかつ簡便に利用できる血栓症診断システムを構築した. さらに, 緊急災害時においても全国の血栓症治療に携わる医療機関で迅速にデータの分析と共有を可能とし, なおかつ血栓症の診断技術の向上を図ることを目的として, Wi-Fi環境をベースとした本システムのユビキタス化を実施した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は従来からの研究代表者の研究成果に基づくものであり, 独自に開発したセンサユニットにより血液中の血栓を高感度に検出でき, しかも血栓の形成に深く関連する血行動態を同時に分析できる点で創造的である. さらに, 本研究で開発する血栓症診断システムは, 画像処理に基づく血栓検出技術と血行動態分析技術の融合の結果として得られたものであり, 低価格でなおかつ簡便に利用可能なものである. 従って, 本研究で開発したシステムは血栓症の検査・治療段階における医療費増大の抑制と患者の負担軽減を同時に実現できるものと考えられることから, 今後の血栓症診断技術の発展に多いに貢献するものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancement in sensitivity of a blood perfusion parameter for frame-rate analysis of bio-speckle image2021

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 28 号: 4 ページ: 440-448

    • DOI

      10.1007/s10043-021-00678-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 疑似血流中における血栓の画像検出に関する基礎的検討2023

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 相津佳永
    • 学会等名
      第58回応用物理学会北海道支部/第19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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光散乱を用いた疑似血流中における血栓成長の評価2023

    • 著者名/発表者名
      横井直倫, 相津佳永
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Image sensing of light scattering patterns for estimating the formation of biofilm inside a glass tube2022

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Tomonori Yuasa, Ilpo Niskanen, Jukka Raty, Kenichi Hibino, Hideki Funamizu, Yoshihisa Aizu
    • 学会等名
      The 11th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー光散乱パターンを利用した管内流れによるバイオフィルム成長過程の解析2022

    • 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
      応用物理学会第66回光波センシング技術研究会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Active control of random lasing using the optical trapping technique2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kaku, Naomichi Yokoi, Takashi Okamoto
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光トラッピング技術を用いた微粒子ランダムレーザー媒質の動的制御2022

    • 著者名/発表者名
      加来鷹志, 横井直倫, 岡本卓
    • 学会等名
      2022年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 管内流れによるバイオフィルム形成状態の画像解析2022

    • 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57回応用物理学会北海道支部/第18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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー光散乱パターンを利用したバイオフィルム形成過程の画像解析2021

    • 著者名/発表者名
      横井直倫、高達、湯浅友典、船水英希、相津佳永
    • 学会等名
      第65回光波センシング技術研究会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水槽内ガラス板に付着するバイオフィルムの投影画像解析2021

    • 著者名/発表者名
      高達、横井直倫、湯浅友典、船水英希、相津佳永
    • 学会等名
      2021年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィルム成長過程の画像解析 -撹拌の有無に関する比較-2021

    • 著者名/発表者名
      横井直倫、GAO DA、湯浅友典、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支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過および反射光スペックルパターンによるバイオフィルムの計測可能性2021

    • 著者名/発表者名
      高達、横井直倫、湯浅友典、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支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィルム計測を目指した透過及び反射光スペック ルパターンの画像解析2021

    • 著者名/発表者名
      高達、横井直倫、湯浅友典、船水英希、相津佳永
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光トラッピングによるランダムレーザー媒質の構造制御2020

    • 著者名/発表者名
      松尾悠太、横井直倫、岡本卓
    • 学会等名
      2020年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 公立千歳科学技術大学 研究室紹介 横井研究室

    • URL

      https://www.chitose.ac.jp/course/kagidai_lab

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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