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2015 年度 実績報告書

皮膚再建評価のための2光子光音響法による深部微小血管可視化

研究課題

研究課題/領域番号 15H03036
研究機関佐賀大学

研究代表者

山岡 禎久  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80405274)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード光音響イメージング / 2光子吸収 / 小血管走行 / 非線形光学
研究実績の概要

皮膚再生医療において、植皮や皮弁後、組織が生着するかは微小循環が保たれているかどうかに依存するため、皮膚全層(深さ数ミリメートル)において直径100マイクロメートル以下の血管走行や血行を評価する方法が切望されている。そのための方法として、研究代表者が継続的に開発を行ってきた2光子光音響イメージングと励起スペクトルアンミキシングを融合し、微小血管走行を高コントラストに捉える技術を開発することが目的である。
今年度は、2光子光音響イメージングの速度向上のため、液体レンズを用いた2光子光音響イメージングシステムを構築した。液体レンズは焦点距離を高速に変化させることが可能であるために、深さ方向の走査速度を飛躍的に向上させることができる。結果として、従来のステッピングモーターステージによるイメージング速度に比べ、約20倍の速度向上を達成することができた。空間分解能としては、ステッピングモータステージを用いたものとほぼ同等の性能が得られることが分かり、微小血管走行を捉えるために有効であると考えている。今後のスペクトル解析を用いた光音響イメージングのためには、データ収集の効率化が非常に重要であり、今回のイメージング速度向上により研究をスムーズに推進することができると期待する。
今後の展開としては、波長可変ナノ秒パルスレーザーを励起光源とした2光子光音響イメージングの開発を行う。波長可変レーザーによる光音響スペクトルから、微小血管走行を高コントラストに捉えること方法を確立していく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者の所属が変更になり、実験環境の構築、システムの再立ち上げなどに時間がかかったことと、波長可変レーザーの納品が想定より時間がかかったため、初年度に行う予定であった光音響信号の波長依存性、スペクトル解析による高コントラスト化に関する研究を推進することはできなかった。しかしながら、2光子光音響イメージングの測定速度向上に関する改良を行うことができたため、測定時間の短縮により、研究を加速し、効率よく進められると考えている。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、短波赤外波長可変ナノ秒パルスレーザー、励起スペクトルアンミキシングを用いた2 光子光音響イメージングシステムの試作、および、性能評価(深達距離、空間分解能)を目的として研究を遂行する。さらに、生体を用いてシステムの性能(深達距離、空間分解能)、有効性を評価し、その結果に基づき装置の最適化を行う。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 生体精緻観察のための2光子光音響イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      山岡禎久、高松哲郎
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 27 ページ: 82-87

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 断面構造可視化へ向けた2光子光音響顕微鏡装置高速化2016

    • 著者名/発表者名
      山岡禎久,宇野友貴,山本壮里,高橋英嗣,原田義規,髙松哲郎
    • 学会等名
      日本超音波医学会第4回光超音波画像研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 光音響顕微鏡高感度化のための円錐台リング型トランスデューサの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山本 壮里、宇野 友貴、高橋 英嗣、山岡 禎久
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 非線形光学を融合した光音響イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      山岡禎久
    • 学会等名
      The 1st ImPACT Symposium on Photoacoustic Imaging and Bio-Medical Imaging for Vascular Health Science
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-01-30 – 2016-01-30
  • [学会発表] 2光子光音響顕微鏡高速化のための光学系最適化2016

    • 著者名/発表者名
      山岡禎久、宇野友貴、山本壮里、原田義規、髙松哲郎、高橋英嗣
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 光音響法を用いた超音波トランスデューサ指向性評価の検討2016

    • 著者名/発表者名
      山岡禎久、山本壮里、高橋英嗣
    • 学会等名
      第89回日本超音波医学会学術集会 シンポジウム「光と超音波融合によるイメージングモダリティの新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of imaging speed and contrast in two-photon photoacoustic microscopy (TP-PAM)2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Yamaoka
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016(BISC’16)
    • 国際学会
  • [学会発表] 光音響イメージングのためのファイバー光コム型音響波センサーに関する基礎研究2015

    • 著者名/発表者名
      小倉 隆志, 中嶋 善晶, 山岡 禎久, 美濃島 薫, 安井 武史
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-30
  • [学会発表] 液体レンズによる2光子光音響顕微鏡の高速化2015

    • 著者名/発表者名
      山岡 禎久, 原田 義規, 田中 秀央, 高松 哲郎,高橋 英嗣
    • 学会等名
      第56回日本組織細胞化学会総会・学術集会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] 時間ゲート法による2光子光音響像の高コントラスト化2015

    • 著者名/発表者名
      山岡 禎久,原田 義規,坂倉 政明, 南川丈夫, 西埜 繁, 前原 正司, 浜野 修次郎, 高松 哲郎
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [学会発表] Precise cross-sectional imaging using two-photon photoacoustic microscopy with image subtraction and time-gated detection2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Yamaoka, Yoshinori Harada, Takeo Minamikawa, Shigeru Nishino, Seiji Maehara, Shujiro Hamano, and Tetsuro Takamatsu
    • 学会等名
      The 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics (APBP'15)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-24
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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