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2017 年度 実績報告書

光・超音波の統合及び光の位相空間制御による高機能光音響イメージングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H01856
研究機関京都大学

研究代表者

椎名 毅  京都大学, 医学研究科, 教授 (40192603)

研究分担者 山川 誠  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (60344876)
近藤 健悟  京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (50649233)
浪田 健  京都大学, 医学研究科, 特定助教 (10571250)
戸井 雅和  京都大学, 医学研究科, 教授 (10207516)
新田 尚隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード可視化 / 非侵襲生体計測 / 光音響イメージング / がん診断 / マルチモダリティ
研究実績の概要

光音響イメージング技術は、生体内の光の散乱、センサによる測定点や視野角の制限、光の位相情報の欠落などが原因で、解像度、画質、定昇性の低下を招いている。そこで、光音響メーシンクの医療適用における、これらの問題を克服するため、超音波と光計測を統合した計測法、および光の位相情報を利用した計測系に基づく光音響イメージング法の開発と、実証実験による有効性の検証を行う。今年度は以下の項目について検討した。
(1)超音波での動き補正による光音響画像の高画質化
光音響においては、多波長での酸素飽和度の計測や、計測データ数を増やすため、複数回のレーザ照射によるデータ計測を必要とする場合かあり、その際の組織の動きがアーチフファクトを生じ解像度や定量性の低下につながる。このため、超音波エコーで光音響と同時相得た信号を用いて動きを補正した。その結果、補正前には、画像のボケにより細い血管の識別が困難な場合も補正により明瞭になるなど、光音響像の高画質化を図ることができた。
2.光の位相空間制御による高機能イメージング手法の問発
征来の光音響のように、光照射をエネルギー源として捉えるだけに留めずに、光の位相制御による高機能な光音響イメージンク法の開発を検討する、今年度は、照射光の位相を制御し所望の位置で散乱光を集束させることでSNを上け、深部での高解像度化を図ることを試みた。シミュレーションと、ファントム実験において有効性が示され、その内容は主要な国際誌Photoacousticsに掲載された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

光の位相空間制御による高機能イメージング手法の開発においては、シミュレーションと、ファントム実験において有効性が示され、その内容は主要な国際誌Photoacousticsに掲載された。

今後の研究の推進方策

前年度までと同様、当初の研究計画に従って進める予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Visualization of photoacoustic images in a limited-View measuring system using eigenvalues of a photoacoustic transmission matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Abe Hiroshi、Shiina Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Photoacoustics

      巻: 8 ページ: 1~7

    • DOI

      10.1016/j.pacs.2017.06.003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光音響イメージングによる頸動脈プラークの性状診断=多波長ハンドヘルド型システムの臨床応用に向けて=2017

    • 著者名/発表者名
      浪田 健, 橋本 一輝, 平野 進, 内本 陽, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 29 ページ: 94-98

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多波長ハンドヘルド型光音響イメージング装置の応用2017

    • 著者名/発表者名
      浪田 健, 平野 進, 内本 陽, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • 雑誌名

      光学

      巻: 46 ページ: 359-364

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of skin aging with photoacoustic microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Murata, T. Namita, K. Kondo, M. Yamakawa, T. Shiina
    • 雑誌名

      Proc. 2017 IEEE Int. Ultrasonics Symposium

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ULTSYM.2017.8092271

    • 査読あり
  • [学会発表] ハンドヘルド型装置による光音響像の高画質化のための基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      仲尾 勇輝, 内本 陽, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan
  • [学会発表] 光音響イメージングによる組織性状診断に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      村田 勇也, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan
  • [学会発表] 光超音波イメージングによるVascular Health Sciences の展開2017

    • 著者名/発表者名
      椎名 毅
    • 学会等名
      日本超音波医学会第90回学術集会

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公開日: 2018-12-17  

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