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2008 年度 実績報告書

拡散光を利用したマルチモダリティ生体機能イメージングシステムの構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19360035
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

岡田 英史  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40221840)

キーワード応用光学・量子光工学 / 光・画像計測工学 / 生物・生体工学 / シミュレーション工学 / 生体医用光工学
研究概要

本研究は,複数のモダリティで測定した生体情報を仮想空間で統合したバーチャル・ファントムを用いて,拡散光イメージングの照射・検出プローブペアによる脳組織内の測定領域(空間感度分布)を推定し,空間感度分布を利用した画像再構成法によって光脳機能イメージングの高精細化を図ることを目的とする.頭部組織の光学特性値は,完全に確立された測定法がなく,現状では測定法によって数値が異なるという問題がある.そこで,光学特性値の誤差が空間感度分布の推定結果に及ぼす影響を検討した.空間感度分布の深さ方向の広がりは頭部組織の光学特性値に大きく依存するのに対し,脳組織表面における広がりは光学特性値の差異の影響が相対的に小さいことが明らかになった.このことは,脳組織表面における機能部位をトポグラフィー画像として計測する場合には,バーチャル・ファントムにおける光学特性値の誤差の影響を受けにくいということを示唆している。また,光脳機能イメージングにおけるプローブの配置が画像の空間分解能に及ぼす影響について検討するため,樹脂を用いた頭部ファントムによる実測評価実験をおこなった.製作した頭部ファントムは,脳組織の任意位置に複数の吸収変化を生じさせることができるもので,2ヶ所で同時に脳機能による吸収変化が生じたときのトポグラフィー画像を計測した.一般に用いられているプローブ配置でイメージングを行った場合,感度の高い位置と低い位置で同時に脳活動が生じると,感度の低い位置の機能画像が不明瞭になることが示された.一方,光脳機能イメージングシステムのチャネル数を増設し,測定点の密度が高くなるようにプローブを配置したところ,感度むらの影響が大幅に低減され,空間分解能が向上した.これらの実測結果は,昨年までのシミュレーション結果の妥当性を裏付けるものである.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] 近赤外分光法による脳機能計測2009

    • 著者名/発表者名
      岡田英史
    • 雑誌名

      光技術コンタクト 47

      ページ: 14-19

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of crosstalk between oxygenated and deoxy genated haemoglobin in focal brain-activation measurements by near-infrared topography2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kawaguchi
    • 雑誌名

      Opto-electronics Review 16

      ページ: 404-412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 近赤外光を用いた脳機能イメージング2008

    • 著者名/発表者名
      川口拓之
    • 雑誌名

      O Plus E 30

      ページ: 595-598

  • [学会発表] NIRSにおける多重散乱とシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      岡田英史
    • 学会等名
      第10回光脳機能イメージング研究会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター, 大阪
    • 年月日
      2008-12-13
  • [学会発表] 光脳機能トポグラフィーの空間分解能と感度むらに関する理論的検討2008

    • 著者名/発表者名
      桐生直哉
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics and Photonics Japan 2008
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば
    • 年月日
      2008-11-05
  • [学会発表] 光脳機能計測における生体雑音除去の信号処理アルゴリズムに関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      松井渉
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics and Photonics Japan 2008
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば
    • 年月日
      2008-11-05
  • [学会発表] 標準頭部モデルの光伝播解析によるfNIR脳機能計測における測定領域の確率的マッピング2008

    • 著者名/発表者名
      大木陽介
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics and Photonics Japan 2008
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば
    • 年月日
      2008-11-04
  • [学会発表] 近赤外光による脳機能計測の感度とプローブ間隔に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      仁木雄崇
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics and Photonics Japan 2008
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば
    • 年月日
      2008-11-04
  • [学会発表] 光脳機能イメージングにおける光散乱のシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      岡田英史
    • 学会等名
      第9回光脳機能イメージング研究会
    • 発表場所
      星陵会館, 東京
    • 年月日
      2008-07-19
  • [学会発表] fNIRSの計測原理2008

    • 著者名/発表者名
      岡田英史
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム, 東京
    • 年月日
      2008-07-09
  • [学会発表] Validation of diffusion approximation for the calculation of light propagation in the realistic head modes2008

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Oki
    • 学会等名
      6th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      台北, 台湾
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Evaluation of the adaptive filter for the extraction of functional brain response from the near-infrared spectroscopy signal2008

    • 著者名/発表者名
      Wataru Matsui
    • 学会等名
      6th International Conference on Optics-phot onics Design & Fabrication
    • 発表場所
      台北, 台湾
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Analysis of the relationship between probe spacing and the amplitude of brain signal detected by near-infrared spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Niki
    • 学会等名
      6th International Conference on Optics-phot onics Design & Fabrication
    • 発表場所
      台北, 台湾
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Theoretical evaluation of non-uniform sensitivity profile on spatial resolution of near-infrared topography2008

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kiryu
    • 学会等名
      6th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      台北, 台湾
    • 年月日
      2008-06-10

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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