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光音響原理に基づく非侵襲な熱分布イメージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K20518
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関防衛医科大学校(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

研究代表者

石川 智啓  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 (90777814)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
キーワード光音響 / 温度計測 / スペックル照明 / 光音響イメージング / 褐色脂肪
研究開始時の研究の概要

光吸収体がパルス光を吸収し超音波を発生する光音響現象によって、光音響イメージングはヘモグロビンやメラニンのような生体中に存在する光吸収体を鮮鋭に画像化することができる。加えて、光音響現象を利用することで光吸収体の温度を計測する方法も提案されている。しかし、現在提案されている絶対温度の計測方法は多数のパルス光の照射が必要であるため組織の温度上昇を招き、有りのままの温度を計測することが難しい。本研究では照射するパルス数を削減可能な照射手法を開発し、褐色脂肪組織・細胞の活動による経時的な温度変化を計測することで本手法の有用性を検討する。

研究成果の概要

光音響イメージングはヘモグロビンやメラニンなどの生体内に存在する光吸収体を非侵襲に可視化する生体イメージング技術である。本研究では光音響技術を応用し生体内の組織の温度を非侵襲に計測するための技術開発および光音響装置の構築に取り組んだ。また、生物試料を用いて本技術を検証するため、対象とする褐色脂肪細胞の光音響スペクトルの計測および薬剤による活性化手法の確認を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

風邪をひくと発熱し免疫が活性化するように、温度は生体活動を知る上で重要な特性の一つである。生体の温度計測におけるゴールドスタンダードは体温計であるが、生体表面に限られ、体内組織の温度は計測できない。生体内においてがんや炎症を伴う部位、褐色脂肪などは周辺組織に比べて高い温度を示す。光音響技術によって生体内の組織の温度を非侵襲に計測する技術が確立すれば、温度計測によってがんや炎症の検出や運動によらずエネルギーを消費する褐色脂肪の活性評価を行うことなどが期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Photoacoustic signal enhancement of heterogeneously distributed optical absorbers by using speckle illumination2024

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ishikawa, Takeshi Hirasawa, Manami Miyashita, Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE Photonics WEST BiOS 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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