| 研究課題/領域番号 |
21K04085
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 浜松医科大学 |
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研究代表者 |
大川 晋平 浜松医科大学, 光医学総合研究所, 教授 (20432049)
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| 研究分担者 |
土屋 壮登 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 講師 (20866735)
平沢 壮 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (60583086)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 生体光イメージング / 光トモグラフィ / 生体計測 / 逆問題 / 血管新生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光を用いた近赤外光生体トモグラフィー画像化はは血液、血管をターゲットとしてイメージングを行う。この近赤外光を用いた光音響トモグラフィーや拡散光、蛍光トモグラフィーを用いて、ヘモグロビン分布を創傷治癒過程における血管新生を捉え、経時的な測定を行って血管新生に関する数理モデルを介して血管新生に関わるパラメータを計測する。細胞・動物実験を通してこの血管新生パラメータ計測技術を検証する。血管新生パラメータ計測技術を確立することで治療効果の評価や予測を行うことができるようになる。
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| 研究成果の概要 |
光音響トモグラフィ等により、ヘモグロビン分布を画像化し、がんや創傷治癒過程における血管新生を経時的に画像化して、そこから血管新生の数理モデルを介して血管新生に関わるパラメータを計測する方法の確立を目的とした。この方法では、血管新生のシミュレーションと実測した光画像との誤差を最小化する血管新生パラメータを計算する。そのために、血管新生をモデル化した拡散方程式を有限要素法によって計算し、パラメータ推定のシミュレーションを行った。また、レーザーダイオードとロックインアンプを用いた周波数領域光音響測定系を構築した。さらに、より生体深部を画像化する拡散光トモグラフィ画像再構成アルゴリズムを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、光を用いて非侵襲的に生体機能をイメージングする技術の多くは近赤外光を用いた血流量・ヘモグロビン濃度変化を捉えるものが主であった。光を用いて生体深部を測定するには近赤外光を用いることが必要となり、そのために、近赤外光を吸収しやすいヘモグロビンを画像化の対象となってきた。本研究で得た要素技術を組み合わせることで、従来の光イメージングをさらに発展させて、光による測定対象を拡大し、生体のメカニズムの解明や創薬等への貢献が期待される。
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