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光イメージングによる生体内部血管の血栓形成に伴う破壊機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K12612
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
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

経田 僚昭  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)

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)
秋口 俊輔  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50462130)
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) 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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードLDV / 血液 / 血栓 / せん断応力 / AOM / Blood flow / Red Blood Cell / 血流 / 流速分布 / 多点化 / 血流速 / 血流計測 / Laser
研究開始時の研究の概要

レーザー光の重ね合わせによって生じる光干渉縞模様を血管内に形成することで血流速度を計測できるMultipoint Laser Doppler Velocimetry (MLDV)を利用して血栓がトリガーとなる血管壁破壊のプロセスを明らかにする.これまでにも構築してきたMLDVの改良からはじめ,最終年度にはモデル流路や実血液を用いた計測実験を行う.計測機器や流体の複雑さ,生体計測においてクリアすべき課題は多いが,研究分担者と協力し,着実に研究を進めていく.

研究成果の概要

本研究によって高い時空間分解能を有するMultipoint laser Doppler Velocimetry (MLDV)を構築し、血管壁で成長する血栓形成によるせん断応力の増大を定量的に評価した。血栓形成に伴う流れの影響を明らかにすることを目的に構築したMLDVは光信号を受光するファイバーアレイによって空間分解能が決まり、0.125 mmの光ファイバーアレイを用いて血流速と血栓の存在をイメージングした。また血液の性状が引き起こす粘性係数の増大を把握することで速度差との積でせん断応力推定までに至り、その計測結果に基づき血栓周りの流れからせん断応力増大を定量的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は完全非侵襲・高時空間分解能のレーザー流速計測系を開発するとともに、血管壁に形成される血栓(瘤)の発生が血液流れに及ぼす影響を計測結果に基づき明らかにするものである。血管壁に血栓が形成されればその血栓が存在する部分だけでなく、血栓前部/背後部にまで流速が変化することをイメージング結果に基づき示した。学術的意義は流れに影響を及ぼすことのない計測手法が確立されたこと、さらにその結果に基づいて血栓の存在がせん断応力の観点から、血管壁に作用する応力を示すことができたことにある。計測系の構築によって未解明な血管内流れの可視化の基礎技術が確立され、血管内の診断技術として社会的にも意義がある。

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

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [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 号: 5 ページ: 353-358

    • DOI

      10.5104/jiep.23.353

    • NAID

      130007883766

    • ISSN
      1343-9677, 1884-121X
    • 年月日
      2020-08-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multipoint blood flow measurement system using laser Doppler velocimetry combined with acousto-optic modulator2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shimazaki, Shunsuke Akiguchi, Tomoaki Kyoden, Tsugunobu Ando, Noboru Yamada, Shuto Tsuchida, Tadashi Hachiga
    • 学会等名
      The 7th International Conference on “Science of Technology Innovation”
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AOM-LDV の直接信号観測と超音波ピンセットへの適用2022

    • 著者名/発表者名
      渡澤直樹, 上島蒼, 八賀正司, 経田僚昭, 秋口俊輔, 義岡秀晃
    • 学会等名
      2022年度 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血液成分と近赤外散乱光強度の相関2022

    • 著者名/発表者名
      貫江乃愛, 秋口俊輔, 経田僚昭, 百生登, 安東嗣修, 山田昇, 土田脩斗, 八賀正司
    • 学会等名
      2022年度 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光学変調を導入した面計測LDV法による血流計測システム2022

    • 著者名/発表者名
      嶋﨑凌, 秋口俊輔, 経田僚昭, 百生登, 安東嗣修, 山田昇, 土田脩斗, 八賀正司
    • 学会等名
      2022年度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
      2022 実績報告書
  • [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
      2021年度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 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep Learning Method for Extracting Areas of Cancer Cells Using Microscope Images2021

    • 著者名/発表者名
      T. TERABAYASHI , S. AKIGUCHI , T. KYOUDEN , T. TAJIRI , T. ANDOH , T. HACHIGA
    • 学会等名
      6th STI-Gigaku 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 (5th STI-Gigaku 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
      Japan AT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
      Japan ATフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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