| 研究課題/領域番号 |
22K18785
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| 研究分担者 |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (30536082)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | 光音響分光法 / 中赤外光 / スペクトラルイメージング / 光超音波 / 中赤外光イメージング / 赤外分光法 / 生体分光分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，中赤外光を光源とした場合の，超音波発生メカニズムを明らかにするとともに，パルス幅，繰り返し周波数，および照射光強度などについて，最適な条件を探索する．そして，その条件下でまずは固定点における生体組織サンプルの赤外分光スペクトルを取得し，組織を構成する分子の分析が可能であることを示す．その後は，照射光を二次元的に走査してハイパースペクトル画像の取得を試みる．具体的な実施項目は次の４点である．
１）生体組織の分光スペクトル分析法の確立，２）QCL変調周波数およびパルス幅の最適化，３）固定点測定による生体成分分析，４）二次元イメージング装置の構築と生体ファントム測定
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| 研究成果の概要 |
パルス変調した中赤外光を生体組織に照射した際に，組織内部で発生する超音波を検出することにより，生体分子の成分イメージングを行うことを目的とした．まず牛肉片を試料とし，筋肉と脂肪成分に応じた画像の取得に成功した．次に脳腫瘍などのマーカ―とされる2HGに着目し，２HGを添加したブタ脳のイメージングを行ったが，現状では判別可能な濃度は５％程度と通常の脳内濃度の10倍以上の値となっており，今後はさらなる感度向上が必要とされる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近赤外レーザを用いて行われている光音響イメージングを中赤外レーザを用いて行うには高価かつ大型のレーザを必要とするが，本研究の手法ではQCLを用いることにより小型かつ安価なシステムを構成でき，非接触での腫瘍イメージングなどへの応用が期待できる．また中赤外レーザパルス光照射により生成される超音波発生メカニズム自体が未解明な点が多いうえ，それを生体組織分光に応用しようとする報告はこれまでなく，学術的な意義も高い．
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