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簡易生体内蛍光イメージング実現のための新たな3次元再構成技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500509
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

加藤 祐次  北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (50261582)

研究分担者 清水 孝一  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30125322)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード蛍光イメージング / 医用画像 / 3次元再構成 / 医用・生体画像
研究概要

散乱媒質中の蛍光体深さと厚さを同時に推定する簡便な手法を新たに開発した。本手法では、多波長複数配置光源群の励起光を用い、蛍光体の深さと厚さを同時推定する。この計測原理確率確立のため,数値解析および生体試料実験等において、蛍光体深さと厚さと蛍光強度比の関係を検証した。その結果、深さと厚さ推定が原理的に可能であり、また生体組織への適用性も確かめられた。最後に、生体模擬ファントムを用いて蛍光体の深さ厚さの同時推定を行った。推定された深さ情報から散乱により劣化した蛍光像を改善した。更に厚さ情報を加えて3次元再構成することで、蛍光体の3次元像の取得が可能であることを示し、提案手法の有用性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (43件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional transillumination image reconstruction for small animal with new scattering suppression technique2014

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia Tran, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 5 号: 5 ページ: 1321-1335

    • DOI

      10.1364/boe.5.001321

    • NAID

      120005464715

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of Fluorescent PSF for 3D Reconstruction of Absorbing Structure using Slab Transillumination Images2013

    • 著者名/発表者名
      Tran Trung Nghia, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 雑誌名

      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      ページ: 2644-2647

    • DOI

      10.1109/embc.2013.6610083

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depth Estimation and Image Improvement of Fluorescent Objects in Scattering Medium with Unknown Optical Parameters2013

    • 著者名/発表者名
      Jiao Xia, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 雑誌名

      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      ページ: 2648-2651

    • DOI

      10.1109/embc.2013.6610084

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental Study for Optical BAN2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Takeshi Namita and Yuji Kato
    • 雑誌名

      Wireless Mobile Communication and Healthcare Third International Conference, MobiHealth 2012, Paris, France, November 21-23, 2012, Revised Selected Papers

      巻: なし ページ: 173-178

    • DOI

      10.1007/978-3-642-37893-5_20

    • ISBN
      9783642378928, 9783642378935
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reconstruction of Three-Dimensional Structure in Turbid Medium by Scattering Suppression2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shimano, 他3名
    • 雑誌名

      Proceedings of SOPO 2011

      巻: Paper ID.21040 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/sopo.2011.5780548

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Injection Assist System with Surface and Transillumination Images2011

    • 著者名/発表者名
      N.Tobisawa, 他3名
    • 雑誌名

      Proceedings of iCBBE 2011

      巻: Paper ID.31863 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/icbbe.2011.5780365

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of new optical CT for 3D animal imaging - Practical technique using transillumination images2014

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia Tran, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference, part of Optics & Photonics International 2014 Congress
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2014-04-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 光による生体透視イメージングのための拡散媒質内部吸光像の画像改善2014

    • 著者名/発表者名
      山本航平, チャンチュンギア, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      町田市
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 円柱状光拡散体における内部蛍光体イメージング手法の開発 ~ 生体内部蛍光体の経皮透視をめざして ~2014

    • 著者名/発表者名
      小川大貴, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      町田市
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 3D reconstruction of internal structure of animal body using near-infrared light2014

    • 著者名/発表者名
      Tran Trung Nghia, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      Proc. SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-02-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of new optical CT for 3D animal imaging - Practical technique using transillumination images -2014

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia Tran, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference, part of Optics & Photonics International 2014 Congress
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光による生体透視イメージングのための拡散媒質内部吸光像の画像改善2014

    • 著者名/発表者名
      山本航平,チャン チュン ギア,浪田 健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.113
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 円柱状光拡散体における内部蛍光体イメージング手法の開発 ~ 生体内部蛍光体の経皮透視をめざして ~2014

    • 著者名/発表者名
      小川大貴,浪田 健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.113
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 3D reconstruction of internal structure of animal body using near-infrared light2014

    • 著者名/発表者名
      Tran Trung Nghia, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      BiOS, part of SPIE Photonics West 2014
    • 発表場所
      Moscone Convention Center (San Francisco, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 点拡がり関数を用いた散乱抑制による生体内部構造の 3 次元像再構成2013

    • 著者名/発表者名
      チャンチュンギア, 山本航平, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2013 講演予稿集
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2013-11-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体透視イメージングのための点拡がり関数による吸光像改善の試み2013

    • 著者名/発表者名
      山本航平, 田中宏幸, チャンチュンギア, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2013 講演予稿集
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2013-11-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 未知の光学定数の散乱媒質中における蛍光体の深さ推定および画像改善2013

    • 著者名/発表者名
      夏棘驁, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      町田市
    • 年月日
      2013-03-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 2 波長励起による散乱体内部蛍光体厚さ推定のための基礎的検討2013

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      町田市
    • 年月日
      2013-03-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体透視イメージングのための点拡がり関数による吸光像改善の試み2013

    • 著者名/発表者名
      山本 航平, 田中 宏幸, チャンチュンギア, 浪田 健,加藤 祐次,清水 孝一
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2013
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 点拡がり関数を用いた散乱抑制による生体内部構造の3 次元像再構成2013

    • 著者名/発表者名
      チャンチュンギア,山本 航平,浪田 健,加藤 祐次,清水 孝一
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2013
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 既知の光学定数の散乱媒質中における蛍光体の深さ推定および画像改善2013

    • 著者名/発表者名
      Jiao XIA,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.112
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 2波長励起による散乱体内部蛍光体厚さ推定のための基礎的検討2013

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.112
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 多波長光源による散乱体内部蛍光体の深さと厚さ同時推定の試み2012

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2012
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2012-10-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 後方散乱光による高確度吸収係数分布推定法の多層構造への適用2012

    • 著者名/発表者名
      加藤祐次, 浪田健, 清水孝一
    • 学会等名
      平成 24年度 電気・情報関係学会北海道支部 連合大会講演論文集
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2012-10-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Fundamental study for optical communication through human body2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Junkichi Akiyama, Takeshi Namita and Yuji Kato
    • 学会等名
      Proceedings of ISOB 2012 SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2012-05-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 複数波長励起による散乱体中の蛍光体厚さ推定のための基礎的検討, 生体医工学 第 50巻特別号2012

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会プログラム・論文集
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-05-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体内三次元蛍光体再構成のための基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      町田市
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Application of transillumination imaging to injection assist system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Naoya Tobisawa, Trung Nghia Tran, Takeshi Namita and Yuji Kato
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th International Conference on the Development of Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Ho Chi Minh City, Vietnam
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Feasibility study for 3D reconstruction of internal structure of animal body using NIR light2012

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia Tran, Takeshi Namita, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th International Conference on the Development of Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Ho Chi Minh City, Vietnam
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Fundamental study for optical communication through homan body2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Junkichi Akiyama, Takeshi Namita and Yuji Kato
    • 学会等名
      ISOB (INTERNATIONAL SOCIETY ON BIOTELEMETRY) 2012 SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Weitzer Hotels BetriebsgesmbH(Austria)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数波長励起による散乱体中の蛍光体厚さ推定のための基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平,浪田健,加藤祐次
    • 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(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 後方散乱光による高確度吸収係数分布推定法の多層構造への適用2012

    • 著者名/発表者名
      加藤祐次,浪田健,清水孝一
    • 学会等名
      平成24年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 多波長光源による散乱体内部蛍光体の深さと厚さ同時推定の試み2012

    • 著者名/発表者名
      小幡恭平,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2012 日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of transillumination imaging to injection assist system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Naoya Tobisawa, Trung Nghia Tran, Takeshi Namita and Yuji Kato
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th International Conference on the Development of Biomedical Engineering
    • 発表場所
      InterContinental Asiana Saigon (Vietnam)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 文Feasibility study for 3D reconstruction of internal structure of animal body using NIR light2012

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia Tran, Takeshi Namita, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th International Conference on the Development of Biomedical Engineering
    • 発表場所
      InterContinental Asiana Saigon (Vietnam)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体内三次元蛍光体再構成のための基礎的検討2012

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.111, No.482
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の励起光源セットによる蛍光体深さ推定の試み :II -実験的検証と新たな応用可能性-2011

    • 著者名/発表者名
      夏棘驁, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2011講演予稿集
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 経皮蛍光透視のための円柱拡散体表面における PSF の導出2011

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2011 講演予稿集
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2011-11-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] New technique to estimate non-absorbing temporal point spread function for diffuse optical tomography using backscattered light2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Namita, Masafumi Otani, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      IQEC/CLEO Pacific Rim 2011 Conference Proceedings
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Reliable scattering coefficient estimation against absorption inhomogeneity by time-resolved measurement of backscattered light2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Namita, Masayuki Kawashima, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      IQEC/CLEO Pacific Rim 2011 Conference Proceedings
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 散乱体内部蛍光体の三次元像再構成法の開発, 生体医工学 第 49 巻特別号2011

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2011-05-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多点励起による蛍光体深さ推定の試み, 生体医工学 第 49 巻特別号2011

    • 著者名/発表者名
      夏棘驁, 浪田健, 加藤祐次, 清水孝一
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会 プログラム・論文集
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2011-05-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 3D reconstruction of internal structure of animal body using NIR light - Preliminary results for feasibility study -2011

    • 著者名/発表者名
      Trung Nghia TRAN, Takeshi Namita, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Engineering Physics and Mechanics
    • 発表場所
      InterContinental Asiana Saigon (Vietnam)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] New technique to estimate non-absorbing temporal point spread function for diffuse optical tomography using backscattered light2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Namita, Masafumi Otani, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      IQEC/CLEO Pacific Rim 2011 Conference Proceedings (CD-ROM)
    • 発表場所
      Sydney Convention and exhibition centre (Australia)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Reliable scattering coefficient estimation against absorption inhomogeneity by time-resolved measurement of backscattered light2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Namita, Masayuki Kawashima, Yuji Kato and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      IQEC/CLEO Pacific Rim 2011 Conference Proceedings (CD-ROM)
    • 発表場所
      Sydney Convention and exhibition centre (Australia)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 経皮蛍光透視のための円柱拡散体表面におけるPSF の導出2011

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二,浪田健,加藤祐次,清水 孝一
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2011 日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の励起光源セットによる蛍光体深さ推定の試み:II -実験的検証と新たな応用可能性-2011

    • 著者名/発表者名
      夏棘驁,浪田健,加藤祐次,清水 孝一
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan 2011 日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 散乱体内部蛍光体の三次元像再構成法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      戸澤英二,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点励起による蛍光体深さ推定の試み2011

    • 著者名/発表者名
      夏棘驁,浪田健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [産業財産権] 濃度定量装置, 光吸収係数算出方法, 等価散乱係数算出方法, 濃度定量方法, 光吸収係数の算出を行うプログラム及び濃度の算出を行うプログラム2011

    • 発明者名
      西田和弘, 清水孝一, 加藤祐次, 浪田健
    • 権利者名
      セイコーエプソン株式会社, 国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 濃度定量装置, 光吸収係数算出方法, 濃度定量方法, 光吸収係数の算出を行うプログラム及び濃度の算出を行うプログラム2011

    • 発明者名
      西田和弘, 清水孝一, 加藤祐次
    • 権利者名
      セイコーエプソン株式会社, 国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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