| 研究課題/領域番号 |
21H04950
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
橋本 守 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (70237949)
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| 研究分担者 |
七戸 俊明 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (70374353)
新岡 宏彦 大阪大学, データビリティフロンティア機構, 特任准教授(常勤) (70552074)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2023年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2022年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2021年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
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| キーワード | ラマンイメージング / 内視鏡 / 非線形光学 / 非線形ラマン散乱 / 無標識イメージング / 顕微内視鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
色素の静脈投与なしに癌を内視鏡検査で確定診断するために，上部消化管内視鏡(胃カメラ)の 鉗子孔に挿入可能な非線形ラマン散乱プローブ顕微内視鏡を開発する．非線形ラマン散乱を用いることで，無染色・高空間分解能・高速な細胞，細胞核の形状観測を可能とし，内視鏡検査時の 確定診断を実現する．プローブヘッドを受動光学素子のみで構成することで直径3 mm 長さ 20 mm 以下に小型化して，曲がった胃カメラの鉗子孔にも挿入可能とする.さらに，光ファイバーを用いた光源を開発し，持ち運び可能な非線形ラマン散乱プローブ顕微内視鏡を実現する.
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| 研究成果の概要 |
無染色にその場診断することができる内視鏡の実現のために，CARS (coherent anti-Stokes Raman scattering)を利用した内視鏡光学系検討を行なった．光ファイバーバンドルを用いた励起光の伝送・画像化を行う際に問題となる光ファイバー自身による発光の回避方法を提案し，光ファイバーからの発光を3289分の1まで減少させ，CARS観測が可能であることを示した．また，よりCARS光の発光効率を向上させる励起ビームの走査法，偏光の制御法を検討した．さらに，より高精細画像を得るために光ファイバーバンドルの構造を除去するための深層学習を用いた画像再構成法の検討した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
消化管内視鏡での検査では，その場で確定診断することは難しく，生検により組織の一部を取り出して確定診断を行う．もし生検を行わずに，しかも安全のために無染色にその場で確定診断を行うことができれば，安全性の向上，患者の負担の軽減，医療コストの削減を達成することが可能となる．このような顕微内視鏡を実現するための光学系システムの検討を行い，イメージングが可能であることを示し，さらにより大きな信号を取得する手法，高精細な画像を取得する方法の開発を行なった．
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