| 研究課題/領域番号 |
16H01855
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
羽石 秀昭 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)
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| 研究分担者 |
中口 俊哉 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20361412)
大西 峻 千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (30706833)
関根 雅 千葉大学, フロンティア医工学センター, 技術職員 (70769182)
川平 洋 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (90447285)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | SDF / 微小循環 / 酸素飽和度 / 小動物実験 / モンテカルロシミュレーション / ファントム実験 / OCT / 血管抽出 |
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| 研究実績の概要 |
Sidestream dark field (ＳＤＦ)撮影において、血管内酸素飽和度を推定する方法について詳細に検討した。特に、血管の深さによって散乱の効果が異なるため、酸素飽和度の推定において深さに応じた補正を行う必要性を認識し、具体的な方法を考案した。方法の有効性をモンテカルロシミュレーションおよび牛血を用いた物理ファントム実験の両面から確認することができた。この結果を国際会議において口頭発表した。さらに、ラットを用いた実験において、窒素ガス量をコントロールすることによって酸素飽和度を変えられるよう実験系を整えた。この実験を実施したところ供給する酸素量の変化に応じて、ＳＤＦ画像から算出される血管内血液の酸素飽和度が妥当に変化することが確認できた。この結果は米国の学会IEEEの国際会議EMBC2018にて発表すべく論文投稿を行った。
Optical coherent tomography（ＯＣＴ）に関しては当初想定した画質が得られず、納入業者に複数回改善を要請した。この作業に数か月要したが、これにより改善がなされた。ＯＣＴを小動物の微小循環に適用して映像から血管構造を抽出するアルゴリズムを開発した。ＳＤＦ撮影系と融合するためのハードウェアも整えることができた。なお、さらに高性能のＯＣＴを開発する国内のベンチャー企業との共同研究開発も開始した。特に信号処理・パターン認識部分の開発を担当することにより、広くＯＣＴ信号に適用できる普遍的なアルゴリズム開発につながることが期待される。
また、ＳＤＦは被写体に接触して撮影する方法であるが、偏光フィルタをクロスニコル配置して画像取得する光学系も同時進行で進めたところ、非接触で概ね類似の画像が得られることがわかった。
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| 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
ＳＤＦに関しては順調に研究が進んでいるが、ＯＣＴに関しては装置性能が不十分な事態が続き、遅れが生じていた。年度後半になってこれが改善し、その後実験を急ぎ、おおよそ挽回できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
ＳＤＦ画像からの血管内酸素飽和度推定については動物実験まで順調に進んでいる。ただし現行の動物実験では血管の様々な深さに対して、未だ考案した補正法を導入しておらず、今年度早期にこれに取り組む。非接触型の撮影法についても酸素飽和度推定が可能かどうかを検討する。
担がんマウスを対象にして、ＳＤＦ画像とＯＣＴとの融合を実現する。がん領域の血管新生やその中での酸素飽和度の分布などを可視化して、デモ的な映像を生成する。
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