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変性関節軟骨における粘弾性係数分布のマイクロ断層可視化法(多機能OCT)の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26350510
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 生体医工学・生体材料学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

佐伯 壮一  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50335767)

研究分担者 池渕 充彦  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (70453131)
連携研究者 古川 大介  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 博士研究員 (80774760)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード生体医工学 / バイオメカニクス / 生体材料学 / 医用生体可視化工学 / 計測工学 / 人間医工学
研究成果の概要

落射顕微鏡型ダイナミックOCSAシステムを構築し,検出目標値をクリアした.ブタ軟骨を用いて,静的試験(応力緩和)と振動試験(動的粘弾性)を適用し,ひずみ速度の時間変化挙動に反映することを統計的に証明した.軟骨変性度の評価法として,前者はひずみ速度緩和減衰係数,後者は位相空間勾配を用いて,有意診断可能であった.軟骨粘弾性パラメータを別途力学試験器により推定し,初期変性において粘性係数の劣化を明らかにした.粘弾性モデルと推定パラメータに基づいて,本システムの力学的意味が理論的に解明された.一方,逆解析システムの構築基盤を整え,数値実験により粘弾性パラメータの断層分布推定法の可能性を示唆した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 産業財産権 (6件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] 高周波変調型低コヒーレンス干渉計を用いた流速分布マイクロ断層可視化法の精度検証2017

    • 著者名/発表者名
      古川大介,佐伯壮一,西野亮平,三島卓
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 17 号: 1 ページ: 52-56

    • DOI

      10.11395/jjsem.17.52

    • NAID

      130006893831

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] <i>In vivo</i> tomographically diagnosing technique of early cancer using 2-color optical coherence dosigraphy2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Nakamichi, Souichi Saeki, Takafumi Hiro, Masunori Matsuzaki
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 12 号: 2 ページ: 16-00591-16-00591

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00591

    • NAID

      130005695213

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-tomographic Visualization of Mechanical Characteristics (Multi-Functional OCT)2016

    • 著者名/発表者名
      Souichi Saeki, Yoshitaro Sakata, Daisuke Furukawa
    • 雑誌名

      Optronics

      巻: 1 ページ: 162-166

    • NAID

      40021063890

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2波長帯を用いたFunctional OCTのDDSへの応用(多機能OCT)2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,中道友
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 11 ページ: 591-595

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多機能OCTを用いた力学特徴量マイクロ断層可視化の産業・技術への展開2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,古川大介
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪府、大阪市、大阪大学
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多機能OCTを用いたスキンメカニクス非侵襲マイクロ断層診断法の進展2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,古川大介,原祐輔,青木晋
    • 学会等名
      日本機械学会バイオエンジニアリング部門講演会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋市、ウインクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical Coherence Doppler Velocigraphyを用いた表皮直下の毛細血管血流3次元マイクロ断層可視化法の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      古川大介,西野亮平,佐伯壮一,青木晋,原祐輔,山下豊信
    • 学会等名
      日本機械学会バイオエンジニアリング部門講演会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋市、ウインクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 応力緩和型OCSAを用いたOA軟骨マイクロ断層診断法の粘弾性パラメータ推定による妥当性検討2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川貴一,佐伯壮一,古川大介,小谷一馬,中村博亮,池渕充彦,中村卓,新実信夫,塚原義人
    • 学会等名
      日本機械学会バイオエンジニアリング部門講演会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋市、ウインクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2色低コヒーレンス光干渉計を用いた生体組織における水分量マイクロ断層可視化システムの基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      楠本修也,西野亮平,佐伯壮一,古川大介
    • 学会等名
      日本機械学会バイオエンジニアリング部門講演会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋市、ウインクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Micro-tomographic Diagnosis of Skin, Cartilage, Atherosclerosis,2017

    • 著者名/発表者名
      Souichi Saeki
    • 学会等名
      8th OCARINA International Symposium
    • 発表場所
      Osaka City University, Osaka
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低コヒーレンス干渉計を用いた微小循環血流速分布マイクロ断層可視化法の評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,古川大介,西野亮平,楠本修也,三島卓
    • 学会等名
      日本機械学会 第94期 流体工学部門 講演会
    • 発表場所
      山口県、宇部市、山口大学
    • 年月日
      2016-11-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多機能OCT(SR-OCSA)を用いた変形性関節症軟骨の粘弾性測定2016

    • 著者名/発表者名
      中村卓,池淵充彦,中村博亮,佐伯壮一,長谷川貴一,小谷一馬
    • 学会等名
      第31回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市、福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 動的粘弾性OCSAを用いた軟骨変性力学診断法の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一, 中山博貴, 長谷川貴一, 池渕充彦, 中村卓, 中村博亮, 新実信夫, 塚原義人
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市、九州大学
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高周波変調型低コヒーレンス干渉計を用いた微小循環血流速分布マイクロ断層可視化法の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      古川大介,西野亮平,楠本修也,三島卓,佐伯壮一
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市、九州大学
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 低コヒーレンス干渉計を用いた有限要素型逆解析による温度分布マイクロ断層可視化法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      国本隆紀,古川大介,佐伯壮一
    • 学会等名
      実験力学会 JSEM年次講演会
    • 発表場所
      大阪府、大阪市、近畿大学
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高時間分解能低コヒーレンス干渉計を用いた血流速分布のin vivoマイクロ断層可視化システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      西野亮平,佐伯壮一,古川大介
    • 学会等名
      実験力学会 JSEM年次講演会
    • 発表場所
      大阪府、大阪市、近畿大学
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Optical Coherence Straingrahyを用いた家兎OA軟骨の力学特性マイクロ断層診断法の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      小谷一馬,佐伯壮一,長谷川貴一,中村卓,池渕充彦,中村博亮,新実信夫,塚原義人
    • 学会等名
      実験力学会 JSEM年次講演会
    • 発表場所
      大阪府、大阪市、近畿大学
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Study on Micro-tomography of Temperature using FEM-based Inverse Analysis applied to Optical Coherence Straingraphy2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuuki Kunimoto, Souichi Saeki, Daisuke Furukawa
    • 学会等名
      WCCM/APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 関節穿刺OCT内視鏡プローブを用いたOA軟骨マイクロ断層可視化法の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      小谷 一馬,中山 博貴,長谷川 貴一,佐伯 壮一,中村 卓,池渕 充彦,中村 博亮,新実 信夫,塚原 義人
    • 学会等名
      日本機械学会・第28バイオエンジニアリング講演論文集
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 1400帯低コヒーレンス光干渉計を用いたヒト皮膚における含水率分布マイクロ断層可視化システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      楠本 修也,佐伯 壮一,三島 卓,西野 亮平
    • 学会等名
      日本機械学会・第28バイオエンジニアリング講演論文集
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低コヒーレンス干渉信号における光学徴量を用いた動脈硬化組織性状評価法の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      古川 大介, 佐伯 壮一
    • 学会等名
      日本機械学会・第28バイオエンジニアリング講演論文集
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多機能OCTを用いた変形性関節症軟骨の緩和弾性率測定2015

    • 著者名/発表者名
      中村卓、池渕充彦、中村博亮、佐伯壮一
    • 学会等名
      第42回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 応力緩和試験下における顕微鏡型D-OCSAを用いた初期OA軟骨のマイクロ断層診断法の基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川貴一, 佐伯壮一, 中山博貴, 池渕充彦, 新実信夫, 塚原義人
    • 学会等名
      日本機械学会・第26バイオフロンティア講演論文集
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Tomographic Micro-Visualization of Erythrocyte Velocity distribution using High Frequency Modulated Low Coherence Interferometer (Optical Coherence Doppler Velocigraphy)2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Nishino, Souichi Saeki, Suguru Mishima, Minoru Yoshiyama, Atsushi Shibata, Yudai Yamaguchi
    • 学会等名
      8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro-Tomographic Study on Viscoelastic Behavior of articular cartilage using Dynamic Optical Coherence Straingraphy2015

    • 著者名/発表者名
      1)Hiroki NAKAYAMA, Souichi SAEKI, Kiichi HASEGAWA, Mitsuhiko IKEBUCHI, Nobuo NIIMI, Yoshihito TSUKAHARA
    • 学会等名
      8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高周波変調型低コヒーレンス干渉計を用いた赤血球速度分布マイクロ断層可視化法の妥当性検討2015

    • 著者名/発表者名
      西野亮平,佐伯壮一,三島卓
    • 学会等名
      日本機械学会第2015年度年次大会講演論文集
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical Coherence Straingraphy に適用した有限要素型逆解析による温度分布マイクロ断層可視化法の数値実験的検討2015

    • 著者名/発表者名
      国本隆紀,佐伯壮一
    • 学会等名
      日本機械学会第2015年度年次大会講演論文集
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 顕微鏡型Dynamic Optical Coherence Straingraphy を用いた軟骨変性力学診断法の基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,中山博貴,長谷川貴一,池渕充彦,新実信夫,塚原義人
    • 学会等名
      日本機械学会第2015年度年次大会講演論文集
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic OCSAを用いた動的粘弾性マイクロ断層可視化システムの検証2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川貴一,佐伯壮一,中山博貴
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会平成26年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都府京都市西京区 京都大学 桂キャンパス
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低コヒーレンス光干渉計を用いた温度分布の逆解析マイクロ断層可視化法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      国本隆紀,佐伯壮一
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会平成26年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都府京都市西京区 京都大学 桂キャンパス
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 顕微鏡型Dynamic Optical Coherence Straingraphy を用いた軟骨変性診断法の 臨床適用についての基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      中山博貴,佐伯壮一,池渕充彦,新実信夫,塚原義人
    • 学会等名
      日本機械学会第27バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多機能OCTを用いた変形性膝関節症の緩和弾性率断層診断法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一,中山博貴,池渕充彦,新実信夫,塚原義人
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      奈良県奈良市新公会堂
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical Coherence Straingraphyによる生体組織ひずみ断層計測2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯壮一
    • 学会等名
      2014年度精密工学会シンポジウム
    • 発表場所
      鳥取県鳥取市 鳥取大学 鳥取キャンパス
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Optical Coherence Straingraphy を用いたOA軟骨診断法の基礎的検討2014

    • 著者名/発表者名
      中山博貴,佐伯壮一,池渕充彦,新実信夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京都足立区 東京電機大学 東京千住キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 物質含有量を断層可視化する装置および方法2017

    • 発明者名
      佐伯壮一,古川大介
    • 権利者名
      佐伯壮一,古川大介
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-006315
    • 出願年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 「深達度診断システム2016

    • 発明者名
      佐伯壮一,斯波将次
    • 権利者名
      佐伯壮一,斯波将次
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 軟骨診断装置および診断用プローブ2015

    • 発明者名
      佐伯壮一、池渕充彦
    • 権利者名
      佐伯壮一、池渕充彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] マイクロ断層可視化方法およびシステム2015

    • 発明者名
      佐伯壮一
    • 権利者名
      公立大学法人大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-050553
    • 出願年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 軟骨診断装置および診断用プローブ2014

    • 発明者名
      佐伯壮一,池渕充彦
    • 権利者名
      公立大学法人大阪市立大学,日本シグマックス
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-171822
    • 出願年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 応力可視化装置2014

    • 発明者名
      佐伯壮一
    • 権利者名
      公立大学法人大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-168802
    • 出願年月日
      2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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