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ボクセル型光子フルーエンスによる生体光伝搬の3次元解析と皮膚異常検出

研究課題

研究課題/領域番号 26420379
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 計測工学
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

相津 佳永  室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (20212350)

研究分担者 島谷 祐一  東京都市大学, 工学部, 准教授 (20154263)
連携研究者 湯浅 友典  室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (60241410)
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
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード分光反射率 / 皮膚計測 / ハイパースペクトル / イメージング / 光子フルーエンス / 生体光吸収 / 生体光散乱
研究成果の概要

本研究では,皮膚ガンのハイパースペクトル画像から得る画素毎の分光反射率につき,モンテカルロシミュレーションで得られる9層構造皮膚モデルの分光反射率をフィッティングすることで,皮膚組織の3次元光吸収係数・散乱係数を推定し,ここで同定される計算パラメータを用いて,生体内光伝搬を光子フルーエンスにより解析する課題を行った.解析により得られる反射光成分を用いて皮膚可視画像を再構成することにより,臨床画像等との比較を可能にする計算表示も実現した.ハイパースペクトル画像計測,解析,モンテカルロフィッティング,皮膚画像再構成を統合的に行うシステムの開発を行った.

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

    (37件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 11件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Estimation of spectral transmittance curves from RGB images in color digital holographic microscopy using speckle illuminations2016

    • 著者名/発表者名
      Hideki Funamizu, Yuta Tokuno, and Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 535-543

    • DOI

      10.1007/s10043-016-0180-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of blood flow covering a wide region of velocity in laser speckle image sensing2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 91 ページ: 342-350

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2016.05.066

    • 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] Probing depth and dynamic response of speckles in near infrared region for spectroscopic blood flow imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Optics & Laser Technology

      巻: 78 Part B ページ: 106-114

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of size and absorption coefficient of a single moving particle by using dual burst Doppler signal2015

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 59 ページ: 51-62

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2014.09.040

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of estimation parameter for frame-rate analysis of blood flow using laser speckle image sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Takaaki Maeda, Yuichi Shimatani, Hideki Funamizu, and Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering

      巻: 52 ページ: 156-166

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Color digital holography using speckle illumination by means of multi-mode fiber2014

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, S. Shimoma and Y. Aizu
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 312 ページ: 245-251

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of non-deterioration-type skin tissue phantom using silicone material2014

    • 著者名/発表者名
      Saidatul Iva, Akihiro Tanabe, Takaaki Maeda, Hideki Funamizu, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: 21 ページ: 353-358

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Frame-rate analysis of arterial blood flow in human and rat using laser speckle image sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Junki Sato, Yuichi Shimatani, Masaki Kyoso, Hideki Funamizu, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: 21 ページ: 345-352

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation of Spectral Reflectances in Human Skin Tissue Using Ray Tracing and GPU-Based Monte Carlo Method2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki Funamizu, Takaaki Maeda, Shoko Sasaki, Izumi Nishidate, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: 21 ページ: 359-363

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Color Adjustment Algorithm Adapted to the Spectral Reflectance Estimation Method2014

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Yuasa, Ryosuke Honma, Hideki Funamizu, Izumi Nishidate, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: 21 ページ: 369-372

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Imaging of blood flow and blood concentration change in a frame rate using laser speckle: Methods for image analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Yuichi Shimatani, Masaki Kyoso, Hideki Funamizu, Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Optics & Laser Technology

      巻: 64 ページ: 352-362

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生体内光伝搬におけるランダムネス:理解と応用2014

    • 著者名/発表者名
      相津佳永
    • 雑誌名

      光学

      巻: 43 ページ: 202-210

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of spatiotemporal averaging processes on the estimation of spectral reflectance in color digital holography using speckle illuminations2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki Funamizu, Shohei Shimoma, Tomonori Yuasa, and Yoshihisa Aizu
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 53 ページ: 7072-7080

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Color Digital Holographic Microscopy Using Speckle Illuminations for Removing Twin Image2016

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, T.Q. Chen, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of Spectral Reflectance Image in Human Skin Model Having a Measured Surface Texture by Ray Tracing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yuasa, K. Mizunuma, R. Goto, T. Maeda, H. Funamizu, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of Stress Condition Based on Autonomic Nervous Function by Bio-Speckle Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Imaging of Blood Flow and Blood Concentration Change Using Laser Speckle in Fiber Illumination2016

    • 著者名/発表者名
      T. Shinohara, N. Yokoi, H. Funamizu, T. Yuasa, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Study on Control of Motion of Nanoparticles Using Scattering Field of Laser Light2015

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Yokoi, Yoshihisa Aizu
    • 学会等名
      The 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic observation of blood coagulation process in digital holographic microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Hideki FUNAMIZU, Yuki WATANABE, Taishi KUMAGAI and Yoshihisa AIZU
    • 学会等名
      The 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous measurement of vasomotion and plethysmogram in human skin during Stroop test2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Hoshi, Izumi Nishidate, Kyuichi Niizeki, and Yoshihisa Aizu
    • 学会等名
      The 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-contact imaging of plethysmogram and tissue oxygen saturation during change in fraction of inspired oxygen2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sato, Izumi Nishidate, Kyuichi Niizeki, and Yoshihisa Aizu
    • 学会等名
      The 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 皮膚光計測のための多層構造皮膚モデルによる光子フルーエンス解析2015

    • 著者名/発表者名
      相津佳永,船水英希,横井直倫,湯浅友典
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • 発表場所
      東京都品川区,東海大学品川キャンパス
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スペックル照明を用いたカラーディジタルホログラフィにおける分光反射率推定と画質改善2014

    • 著者名/発表者名
      船水英希、湯浅友典、相津佳永
    • 学会等名
      第54回 光波センシグ技術研究会講演会
    • 発表場所
      東京都新宿区,東京理科大学神楽坂校舎
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザースペックル血流計測における測定深さの検討2014

    • 著者名/発表者名
      山崎 弦也,横井 直倫,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ディジタルホログラフィック顕微鏡を用いた血液凝固の動的イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺 裕樹,熊谷 泰志,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多層構造皮膚モデルにおける拡散反射光の空間分布解析2014

    • 著者名/発表者名
      稲垣 雄太,奥塚 太一,前田 貴章,船水 英希,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非劣化型皮膚ファントムの分光反射率特性2014

    • 著者名/発表者名
      田辺 哲裕,前田 貴章,船水 英希,西館 泉,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 吸入酸素濃度変化における容積脈波と組織酸素飽和度の非接触イメージング―動物実験による検討2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 遼太,西舘 泉,新関 久一,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ストループテスト時における皮膚血管運動と容積脈波の同時イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      星 輝,西舘 泉,新関 久一,相津 佳永
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      東京都文京区,筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 光線追跡計算によるヒト皮膚モデルの分光反射率シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      相津佳永
    • 学会等名
      LightTools特別セミナー2014
    • 発表場所
      東京都千代田区,アキバホール
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオスペックル血流イメージングにおける血流領域の深さ推定2014

    • 著者名/発表者名
      横井 直倫,相津 佳永
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌市,北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical considerations on measurements of lightabsorbing particles using polarized-type phase Doppler Method2014

    • 著者名/発表者名
      Naomichi YOKOI,Yoshihisa AIZU
    • 学会等名
      10th Int. Conf. on Laser-light and Interactions with Particles
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of red blood cells in bood coagulation using digital holographic microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki FUNAMIZU,Yuki WATANABE,Yoshihisa AIZU
    • 学会等名
      10th Int. Conf. on Laser-light and Interactions with Particles
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視・近赤外分光計測と光伝搬計算による皮膚組織イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      相津 佳永
    • 学会等名
      第9回レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会
    • 発表場所
      札幌市,北海道大学
    • 年月日
      2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observation of Aggregation Structure of Red Blood Cells in Blood Coagulation Using Digital Holographic Microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Funamizu, Y. Watanabe, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 14
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-04-23 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Depth Measurement of a Blood Flow Region Based on Speckle Correlation2014

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoi,Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 14
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-04-23 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Noncontact Imaging of Human Skin Hemodynamics Using a Digital Red-green-blue Camera2014

    • 著者名/発表者名
      I. Nishidate, R. Matsuda, R. Sato, T. Maeda, T. Yuasa, K. Niizeki, Y. Aizu
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 14
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-04-23 – 2014-04-25
    • 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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