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新原理集約による体内3次元構造の光透視イメージングの実用化

研究課題

研究課題/領域番号 25282123
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

清水 孝一  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (30125322)

研究分担者 工藤 信樹  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (30271638)
加藤 祐次  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (50261582)
北間 正崇  北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (50285516)
千葉 仁志  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (70197622)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード三次元光透視 / 生体透視 / 近赤外光 / 光散乱 / 点拡がり関数 / 近軸散乱光 / 光拡散 / 時間分解解析 / 光透視 / 透視イメージング / 医用光学 / 光CT / 無侵襲計測 / 生体計測 / イメージング / 散乱 / 医療応用 / 3D / 光計測
研究成果の概要

生体内部のマクロな構造を光により3次元的に透視イメージングすることをめざし、新原理を集約した手法を創出した。シミュレーション解析による最適化の後、計測システムを開発した。開発システムの特性を解析し、必要な改良を図った。動物実験により、放射線被曝のない安全な近赤外光を用い、実験用小動物の内部構造をイメージングできる可能性を実証した。また、臓器形状だけではなく、組織酸素化状態などの機能情報もイメージングできる可能性が確かめられた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 産業財産権 (6件) (うち外国 4件)

  • [雑誌論文] Practical technique to quantify small, dense low-density lipoprotein cholesterol using dynamic light scattering2016

    • 著者名/発表者名
      S. Trirongjitmoah , K. Iinaga, T. Sakurai, H. Chiba, M. Sriyudthsak and K. Shimizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 23 号: 2 ページ: 265-272

    • DOI

      10.1007/s10043-016-0187-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光透視による生体三次元像再構成手法の精度向上に関する基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      宮島文佳,加藤祐次,清水孝一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115 ページ: 77-81

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Attempt for wireless noninvasive measurement of blood triglyceride level2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shimizu, K. Iinaga, T. Isomura and Y. Kato
    • 雑誌名

      Biotelemetry

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis for nonlinear inversion technique developed to estimate depth-distribution of absorption by spatially resolved backscattering measurement2015

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

      Proc. of SPIE

      巻: 9319 ページ: 93191X-93191X

    • DOI

      10.1117/12.2078168

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 8952 ページ: 89521A-89521A

    • DOI

      10.1117/12.2038474

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ディジタル位相共役光による生体透視イメージングの基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      任田崇吾,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 後方散乱光による散乱係数計測の基礎的検討 ~ 血中中性脂肪の無侵襲計測をめざして ~2016

    • 著者名/発表者名
      王磊,飯永一也,加藤祐次.清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 二波長光源を用いた吸光体深さ推定による透視像改善の実験的検討2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎恵祐,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光透視による内シャントイメージングの基礎的検討 ~ 多層散乱モデルへの点拡がり関数の適用 ~2015

    • 著者名/発表者名
      尾河雄太,北間正崇,清水久恵,山下政司,奧山豪,菊池明泰,熊澤誠志,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光透視イメージングによる内シャント血管性状変化描出ための基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      加藤尚嵩,北間正崇,清水久恵,山下政司,奧山豪,菊池明泰,熊澤誠志,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学,名古屋
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] An Integrating Sphere-type Finger-photoplethysmography with Higher Accuracy and Sensitivity towards Practical Non-invasive Measurement of Blood Constituents2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamakoshi, K. Matsumura, T. Yamakoshi, J. Lee, K. Motoi, P. Rolfe, K. Shimizu and K. Yamakoshi
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of scattering coefficient using backscattered light from turbid medium2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shimizu, K. Iinaga and Y. Kato
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2015
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手首血管の光透視による個人認証のための基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      開田翔一,松村健太,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生体透視におけるビーム光の散乱体内部伝搬式を用いた散乱抑制手法の基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      田中宏幸,浪田 健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直交関数系を用いた体内蛍光断層像再構成の基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木洋天,浪田 健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光を用いた人体通信実用化に向けた基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      関 大輔,浪田 健,加藤祐次,清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      玉川大学,東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis for nonlinear inversion technique developed to estimate depth-distribution of absorption by spatially resolved backscattering measurement2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Nishida, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      BiOS 2015
    • 発表場所
      San Francisco, USA.
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 点拡がり関数を用いた内シャント光イメージング実現のための基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      榎本敬宏, 北間正崇, 清水久恵, 山下政司, 有澤準二, 田中義範, 清水孝一
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      熊本大学,熊本
    • 年月日
      2015-01-22 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生体組織における光伝搬の解析 (特別講演)2014

    • 著者名/発表者名
      清水孝一
    • 学会等名
      美容皮膚科学シンポジウム
    • 発表場所
      関東学院大学,横浜
    • 年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近赤外光による生体透視イメージング (特別講演)2014

    • 著者名/発表者名
      清水孝一
    • 学会等名
      日本光脳機能イメージング学会
    • 発表場所
      星陵会館,東京
    • 年月日
      2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Attempt of optical BAN on human body (Keynote Talk)2014

    • 著者名/発表者名
      D. Seki, T. Namita, Y. Kato and K. Shimizu
    • 学会等名
      International Symposium on Biotelemetry, 2014
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
      2014 BiOS
    • 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] Estimation of scattering coefficient in CW reflectance measurement for noninvasive triglyceride evaluation2013

    • 著者名/発表者名
      K. Iinaga, T. Namita, T. Sakurai, H. Chiba and K. Shimizu
    • 学会等名
      CLEO-PR 2013
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] New Reconstruction Technique for 3 Dimensional Structure in Shallow Layer of Turbid Medium using Optical Transillumination Images - Attempt for Reconstruction with Limited View Angle -2013

    • 著者名/発表者名
      Taiki Matsuura, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Application of Fluorescent PSF for 3D Reconstruction of Absorbing Structure using Slab Transillumination Images2013

    • 著者名/発表者名
      Tran Trung Nghia, Kohei Yamamoto, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Attempt for noninvasive evaluation of in vivo triglyceride in blood2013

    • 著者名/発表者名
      K. Iinaga, T. Namita, T. Sakurai, H. Chiba and K. Shimizu
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of new optical CT for 3D animal imaging -Practical technique using transillumination images -2013

    • 著者名/発表者名
      Tran Trung Nghia, Takeshi Namita, Yuji Kato, and Koichi Shimizu
    • 学会等名
      HU/SNU joint symposium
    • 発表場所
      Seoul National University, Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 非侵襲型生体脂質計測器及び非侵襲型生体脂質計測方法2016

    • 発明者名
      清水孝一,飯永一也,加藤祐次,磯村哲
    • 権利者名
      清水孝一,飯永一也,加藤祐次,磯村哲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 非侵襲型生体脂質濃度計測器、非侵襲型生体脂質代謝機能計測器、非侵襲による生体脂質濃度計測方法および非侵襲による生体脂質代謝機能検査方法2015

    • 発明者名
      清水孝一,飯永一也
    • 権利者名
      清水孝一,飯永一也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 非侵襲型生体脂質濃度計測器、非侵襲型生体脂質代謝機能計測器、非侵襲による生体脂質濃度計測方法および非侵襲による生体脂質代謝機能検査方法2015

    • 発明者名
      清水孝一,飯永一也
    • 権利者名
      清水孝一,飯永一也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 濃度定量装置及び濃度定量方法並びにプログラム2014

    • 発明者名
      天野和彦,清水孝一
    • 権利者名
      セイコーエプソン,北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 公開番号
      2014-122918
    • 出願年月日
      2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 濃度定量装置及び濃度定量方法並びにプログラム2014

    • 発明者名
      天野和彦、清水孝一
    • 権利者名
      セイコーエプソン(株)、北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-050881
    • 出願年月日
      2014-03-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 非侵襲型生体脂質濃度計測器、非侵襲型生体脂質代謝機能計測器、非侵襲による生体脂質濃度計測方法および非侵襲による生体脂質代謝機能検査方法2013

    • 発明者名
      清水孝一、飯永一也
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-11-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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