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2020 年度 実施状況報告書

多様な計測が可能な完全非侵襲リアルタイムイメージング血流計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12855
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

秋口 俊輔  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50462130)

研究分担者 田尻 智紀  富山高等専門学校, その他部局等, 講師 (10735525)
安東 嗣修  金城学院大学, 薬学部, 教授 (50333498)
経田 僚昭  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
八賀 正司  公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (80123305)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード非侵襲計測装置 / 血流計測装置 / 音響光学素子
研究実績の概要

本研究課題はレーザー光を用いた多様な計測が可能な完全非侵襲リアルタイムイメージング血流計測装置を開発するテーマである。本装置は、「流速及び流れ方向を安価な装置ながら高精度に平面領域を一挙取得可能」、「流速情報のリアルタイムイメージング機能が可能」、「レーザーが到達可能であれば不可視領域でも計測可能」、「血流速度が絶対値で取得可能」などこれまでにない可能性を持った次世代の装置を目指している。
本申請での具体的な目的は「非侵襲計測」と「血流計測」を可能とする「高精度リアルタイム」計測装置の開発である。これについて、本申請では「生体内血流速方向情報」を含んだ血流情報の「リアルタイムイメージング」が、「計測領域拡張」した状態で実現できるのか?をテーマとして取り組んでいる。
「リアルタイムイメージング」については昨年度既に目標値に達している。「生体内血流速方向情報」については、AOMを含んだ光学系を構築し、流れ方向を変化させた流路および模擬血液において正常に計測できることをこれまでに確認している。本年度は牛の実血液を使用した実験を行い、これについても正常に計測できることを確認している。「計測領域拡張」についてもこれまでに人工流路・模擬血液での計測を行っているが、本年度では牛の実血液を使用した実験を行った。
また、昨年度今後の方策として挙げていた「各chでの受信強度にばらつきがみられる」、「細胞片などを対象にした計測実験」についてもそれぞれ取り組みを行った。

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

本申請では「生体内血流速方向情報」、「リアルタイムイメージング」、「計測領域拡張」の3つのテーマをたてて、非侵襲計測と血流計測を可能とする高精度リアルタイム計測装置の開発に取り組んでいる。
本年度については、「生体内血流速方向情報」ではこれまでに人工流路・模擬血液での流速方向が取得可能なことを確認していたが、牛の実血液を使用した実験に取り組んだ。「リアルタイムイメージング」については、昨年度既に目標値を達成していたため今年度については取り組んでいない。「計測領域拡張」では、昨年度「生体内血流速方向情報」と同様に人工流路・模擬血液での実験を行っていたが、実血液に切り替えた実験を行い、正常に計測可能なことを確認した。この際に昨年度今後の方策として挙げていた「各chでの受信強度にばらつきがみられる」という点において、計測装置の見直しを行い受信強度の均一化に取り組んだ。その結果安定した計測結果を得られるようになった。
さらに、今後の方策に挙げたもう1点の細胞片などを対象にした計測実験についても予備実験に取り組んだ。まずは細胞片よりも取り扱いが容易な乳酸菌を対象とした取り組みを行った。ここでは菌の成長度合いを数値化するためのシステムの構築を行った。

今後の研究の推進方策

乳酸菌を用いた計測システムを構築した経験を元に、現在癌細胞の培養、計測に取り組んでいる。また、本システムで得られた結果の応用として癌診断のシステムについても検討している。今後は申請内容と共に、これらにも取り組んでいく予定である。

次年度使用額が生じた理由

投稿論文の支払いを年度内に行う予定であったが次年度となったため。
年度末に投稿した論文の掲載費用として使用予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Optical visualization of blood shear stress using laser Doppler velocimetry combined with acousto-optic module2021

    • 著者名/発表者名
      Tajiri Tomoki、Kyoden Tomoaki、Akiguchi Shunsuke、Andoh Tsugunobu、Hachiga Tadashi
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 483 ページ: 126607~126607

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2020.126607

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 血流異常を診断するための非侵襲光技術2020

    • 著者名/発表者名
      経田僚昭, 秋口俊輔, 田尻智紀, 安東嗣修, 八賀正司
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌

      巻: 23 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [学会発表] レーザードップラー血流速計におけるメラノーマ判別システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      寺林大樹,秋口俊輔,経田僚昭
    • 学会等名
      日本福祉工学会九州支部大会2020
  • [学会発表] 血流イメージング機能を用いた血流関連疾患判別機能の検討2020

    • 著者名/発表者名
      寺林大樹,秋口俊輔,経田僚昭,田尻智紀,安東嗣修,八賀正司
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
  • [学会発表] 血流速度とその方向成分を考慮した微細流路内の血流イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      荒木桃子,秋口俊輔,経田僚昭,田尻智紀,安藤嗣修,八賀正司
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
  • [学会発表] 癌細胞の経日観察を行うための計測環境及び計測位置同定システムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      嶋﨑凌,秋口俊輔,経田僚昭
    • 学会等名
      JapanATフォーラム2020
  • [学会発表] Development of multi-point Laser Doppler Velocimeter for measuring simultaneous blood velocity distribution2020

    • 著者名/発表者名
      Momoko Araki, Shunshuke Akiguchi, Tomoaki Kyouden, Tomoki Tajiri, Tsugunobu Andoh, Tadashi Hachiga
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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