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超高速近赤外差分分光スペクトル解析による非観血的血中成分計測法の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 21240047
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関金沢大学

研究代表者

山越 憲一  金沢大学, 機械工学系, 教授 (40014310)

研究分担者 田中 志信  金沢大学, 機械工学系, 教授 (40242218)
野川 雅道  金沢大学, 機械工学系, 助教 (40292445)
山越 健弘  金沢大学, 機械工学系, 博士研究員 (70444205)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2010年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2009年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
キーワード非侵襲計測 / 血中成分 / 血糖値 / アルコール濃度 / 生体光計測 / 光電容積脈波 / 近赤外 / 光電容積脈波(PPG) / 光吸収特定波長 / 光散乱 / 積分球 / 光吸収 / 血中アルコール / 光計測 / 光電脈波 / コレステロール / 血清アルブミン / 計測工学 / 医用生体工学 / レーザ / アルブミン / シミュレーション
研究概要

本研究は、多波長で同時計測された光電容積脈波(photo-plethysmogram;PPG)を用いて、実用に向けた各種血中成分の非侵襲計測法を確立することを最終目標とした。そのため、動脈血の脈動に由来して観測されるPPG中に含まれる血液成分について検討を行い、近赤外計測による主要成分計測の波長域と感度を実験的に確定させた。また、実用的要請の非常に高い血糖値・血中アルコール濃度計測を対象に、光散乱現象を加味した理論的検討を行い、小型システムの試作開発とin vivo試験を行った結果、良好な濃度予測が可能であった。また、予測精度向上のために高感度・高S/N光計測法も提案され、実用化への礎が提供された。

報告書

(5件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] In the Spotlight: Bioinstrumentation2013

    • 著者名/発表者名
      Yamakoshi K.
    • 雑誌名

      IEEE Reviews in Biomedical Engineering, Peer-reviewed

      巻: 5 (in press)

    • NAID

      120005254061

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of normalized pulse volume in the outer ear as a simple measure ofsympathetic activity using warm and coldpressor tests: towards applications in ambulatory monitoring2013

    • 著者名/発表者名
      Lee J.H., Matsumura K., Yamakoshi T., Rolfe P., Tanaka N., Kim K.H., YamakoshiK.
    • 雑誌名

      Physiological Measurement, Peer-reviewed

      巻: 34(3) 号: 3 ページ: 359-75

    • DOI

      10.1088/0967-3334/34/3/359

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 血中アルコール濃度の非侵襲光学的計測法確立に向けた基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      山越健弘, , 小川充洋, 松村健太, 宮崎慎平, 板坂優希, 井田孝之, 山越康弘, 廣瀬元, 山越憲一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 号: 12 ページ: 2059-2064

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.132.2059

    • NAID

      10031129683

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • URL

      http://dspace.lib.kanazawa-u.ac.jp/dspace/handle/2297/33435

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光電容積脈波式血中アルコール濃度計測装置の開発-in vivo 試験による予備的検討-2012

    • 著者名/発表者名
      山越健弘, 小川充洋, 松村健太, 板坂優希, 宮崎慎平, 山越康弘, Peter ROLFE, 廣瀬元, 山越憲一
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 50(2) ページ: 237-47

    • NAID

      130004494182

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of concentrations of glucose and human serum albumin in mixtures in phosphate-buffered solution by nearinfrared spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yamakoshi T., Motoi K., Yamakoshi K.
    • 雑誌名

      Sensors and Materials, Peer-reviewed

      巻: 24(6) ページ: 323-33

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of concentrations of glucose and human serum albumin mixtures in phosphate-buffered solution by near-infrared spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ogawa
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 24 ページ: 323-333

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光電容積脈波式血中アルコール濃度計測装置の開発―in vivo試験による予備的検討―2012

    • 著者名/発表者名
      山越健弘
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 50 ページ: 237-247

    • NAID

      130004494182

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of Concentrations of Glucose and Human Serum Albumin in Mixed Phosphate Buffer Solutions Using Near Infrared Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ogawa, Takehiro Yamakoshi, Ken-Ichi Yamakoshi, et.al
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 24巻(in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光電容積脈波式血中アルコール濃度計測装置の開発-in vivo試験による予備的検討-2012

    • 著者名/発表者名
      山越健弘、小川充洋、山越憲一, ら
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 50巻(in press)

    • NAID

      130004494182

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機溶剤中毒予防のための尿中馬尿酸の光学的検知の研究;馬尿酸溶液の近赤外吸光スペクトルの検討2011

    • 著者名/発表者名
      西田亘児, 小川充洋, 斎藤淳夫, 范宇亭, 井幸介, 山越健弘, 山越憲一
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 111(57) ページ: 9-13

    • NAID

      110008726107

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 有機溶剤中毒予防のための尿中馬尿酸の光学的検知の研究~馬尿酸溶液の近赤外吸光スペクトルの検討~2011

    • 著者名/発表者名
      山越健弘、小川充洋、山越憲一, ら
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 111巻

    • NAID

      110008726107

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Determination of concentrations of human serum albumin in phosphate buffer solutions using near-infrared spectroscopy in the region of 750-2500nm2010

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yama k osh i Y., Yama k osi T., Yamakoshi K.
    • 雑誌名

      The Internet Journal of Bioengineering, Peer-reviewed

      巻: 4(2)

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト血清アルブミンリン酸緩衝溶液の近赤外領域における分光学的特性およびその定量化の試み2010

    • 著者名/発表者名
      小川充洋, 山越健弘, 田中志信, 山越憲一
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 48(3) ページ: 259-68

    • NAID

      10031199769

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト血清アルブミンリン酸緩衝溶液の近赤外領域における分光学的特性およびその定量化の試み2010

    • 著者名/発表者名
      小川充洋, 山越憲一, ら
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 48 ページ: 259-268

    • NAID

      10031199769

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of concentrations of human serum albumin in phosphate buffer solutions using near-infrared spectroscopy in the region of 750-2500nm2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ogawa, Ken-Ichi Yamakoshi, et al.
    • 雑誌名

      The internet journal of bioengineering

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] サポートベクターマシンによる非線形回帰を用いた新たなパルスオキシメトリの校正法の試み2009

    • 著者名/発表者名
      野本大貴, 小川充洋, 山越康弘, 野川雅道, 山越健弘, 本井幸介, 田中志信, 山越憲一
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 109(50) ページ: 5-8

    • NAID

      110007333558

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Multivariate Regression and Classification Models for Estimation of Blood Glucose Levels Using a New Non-invasive Optical Measurement Technique Named"Pulse-Glucometry"2009

    • 著者名/発表者名
      Yamakoshi Y
    • 雑誌名

      The Open Optics Journal 3

      ページ: 63-69

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] サポートベクターマシンによる非線形回帰を用いた新たなパルスオキシメトリの校正法の試み2009

    • 著者名/発表者名
      野本大貴
    • 雑誌名

      信学技報(MBE2009-2) Vol.109

      ページ: 2-8

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Bioinstrumentation2009

    • 著者名/発表者名
      Yamakoshi K
    • 雑誌名

      IEEE Rev.Biomed.Eng. 2

      ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非侵襲光学的血糖値計測法(パルス・グルコメトリ)の実用化に向けた予備的検討2012

    • 著者名/発表者名
      西田亘児
    • 学会等名
      平成24年度日本生体医工学会北陸支部大会
    • 発表場所
      福井市地域交流プラザ(福井県福井市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光電容積脈波式血中アルコール濃度計測法の提案とin vivo試験による予備評価2012

    • 著者名/発表者名
      宮崎慎平
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・博多市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of a nearinfrared spectroscopic system for monitoring urine glucose level for the use of long-term home healthcare2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S., Hayakawa Y., Ogawa M., Yamakoshi K.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Precision Engineering Measurements and Instrumentation
    • 発表場所
      Hangzhou; China
    • 年月日
      2011-08-10
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 近赤外領域におけるグルコースのアルコール濃度予測へ及ぼす影響の検討2011

    • 著者名/発表者名
      山越健弘、小川充洋、山越憲一, ら
    • 学会等名
      第50回生体医工学会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京)
    • 年月日
      2011-05-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Study of near-infrared spectroscopy of human serum albumin concentrations in phosphate buffer solutions2010

    • 著者名/発表者名
      岡田拓也, 山越憲一, ら
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪府)
    • 年月日
      2010-06-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Multivariate calibration models to classify blood glucose levels non-invasively based on a new optical technique named pulse glucometry2009

    • 著者名/発表者名
      Yamakoshi Y., Ogawa M., Yama k osh i T., Tamur a T., Yama k osh i K.
    • 学会等名
      12th World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Munich; Germany
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] An attempt of new calibration method with support vector machines regression for pulse oximetry2009

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yamakoshi Y., Nogawa M., Yamakoshi T., Motoi K., Tanaka S., Yamakoshi K.
    • 学会等名
      12th World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Munich; Germany
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Multivariate Calibration Models to Classify Blood Glucose Levels Non-invasively Based on A New Optical Technique Named Pulse Glucometry2009

    • 著者名/発表者名
      山越憲一
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      International Congress Center Munich(Germany)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] An attempt of new calibration method with support vector machines regression for pulse oximetry2009

    • 著者名/発表者名
      小川充洋
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      International Congress Center Munich(Germany)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Attempt of a novel calibration method of pulse oximetry using support vector machines regression2009

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yamakoshi Y., Nogawa M., Yamakoshi T., Motoi K., Tanaka S., Yamakoshi K.
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minneapolis; USA
    • 年月日
      2009-09-05
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Multivariate regression and discreminant calibration models for a novel optical non-invasive blood glucose measurement method named pulse glucometry2009

    • 著者名/発表者名
      Yamakoshi Y., Ogawa M., Yama k osh i T., Tamura T., Yamakoshi K.
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minneapolis; USA
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Multivariate regression and discreminant calibration models for a novel optical non-invasive blood glucose measurement method named pulse glucometry2009

    • 著者名/発表者名
      山越憲一
    • 学会等名
      The 31^<st> annual international conference of the IEEE engineering in medicine and biology society
    • 発表場所
      Hilton Minneapolis(USA)
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Attempt of a novel calibration method of pulse oximetry using support vector machines regression2009

    • 著者名/発表者名
      小川充洋
    • 学会等名
      The 31^<st> annual international conference of the IEEE engineering in medicine and biology society
    • 発表場所
      Hilton Minneapolis(USA)
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 生体計測の現状と今後-治療から予防医療へのパラダイムシフトへ向けて-2009

    • 著者名/発表者名
      山越憲一
    • 学会等名
      射水市民病院特別講演会
    • 発表場所
      射水市民病院(富山県)
    • 年月日
      2009-05-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] パルスグルコメトリを用いた血糖値予測および判別のための多変量校正モデルの検討2009

    • 著者名/発表者名
      山越康弘
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2009-04-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] サポートベクターマシン回帰を用いた新規パルスオキシメトリ校正法2009

    • 著者名/発表者名
      小川充洋
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2009-04-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非侵襲生体計測技術の新展開-超高齢社会とユビキタス・ヘルスケア-2009

    • 著者名/発表者名
      山越憲一
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部講演会
    • 発表場所
      GAC株式会社 穂高毛場(長野県)
    • 年月日
      2009-02-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary study on near-infrared spectroscopic measurement of urine hippuric acid for the screening of biological exposure index2009

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yamakoshi Y., Motoi K., Yamakoshi T., Yamakoshi K.
    • 学会等名
      5th International Symposium on Instrumentation Science and Technology
    • 発表場所
      Shenyang; China
    • 年月日
      2009-01-15
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Technological Advancements in Biomedicine for Healthcare Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M., Yamakoshi T., Matsumura K., Motoi K., Yamakoshi K.
    • 出版者
      IGI Gloval
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Technological Advancements in Biomedicine for Healthcare Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ogawa, Takehiro Yamakoshi
    • 総ページ数
      477
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] A New, Non-invasive in vivo Optical Blood Glucose Measurement Technique Using Near-infrared Radiation ("Pulse Glucometry") and a Proposal for "Pulse Hemo-photometry" Blood Constituent Measurements in "Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare : Interdisciplinary Applications"2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ogawa, Takehiro Yamakoshi, Ken-Ichi Yamakoshi, et.al
    • 出版者
      IGI global(in press)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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