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2022 年度 実績報告書

ハイパースペクトル光音響顕微鏡の開発及び皮膚がん広がり診断への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K12856
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛

研究代表者

平沢 壮  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (60583086)

研究分担者 東 隆一  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 教授 (00531112)
大川 晋平  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (20432049) [辞退]
石原 美弥  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 教授 (30505342)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード光音響顕微鏡 / 光音響イメージング / 分光イメージング / ハイパースペクトルイメージング
研究実績の概要

本研究では,体動の影響を受けずにメラニンの選択的検出が可能な,波長可変光源を使用しない新しい原理に基づくハイパースペクトル光音響顕微鏡を開発し,生体模擬試料を対象としたイメージング実験により性能を評価し,動物実験に適用して皮膚がん病変広がり診断性能を評価する計画である。今年度は前年度までに実施した研究内容をまとめた論文を論文誌に掲載した。さらに,ハイパースペクトル光音響顕微鏡によるデータ取得の高速化及び高感度化に関する検討を実施した。
研究期間全体を通じて,新しい原理に基づくハイパースペクトル光音響顕微鏡を開発し,原理検証実験を実施したうえで,3次元培養細胞のマルチカラーイメージングに適用してその有効性を実証した。従来の光音響顕微鏡では,例えばメラノーマ細胞に含まれるメラニンと血液に含まれるヘモグロビンなど,異なる光吸収体を弁別しながら撮影するためには,撮影条件(励起波長)を各光吸収体に合わせて順次に撮影する必要があり,撮影時間の延長や体動による位置ずれの問題があった。本研究で開発したハイパースペクトル光音響顕微鏡は,光吸収体の弁別に必要となるスペクトル情報を一度の撮像で取得できるため,これらの問題を解決できる。
さらに本研究では,本技術の皮膚がん拡がり診断への応用可能性について検討するために,メラノーマ細胞を使用した同所性モデルマウスを対象とした動物実験を実施し,光音響顕微鏡は経皮的な光学顕微観察よりも高感度に腫瘍血管及びメラノーマ細胞をそれぞれ弁別しながら描出できることを確認した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Photoacoustic microscopy using supercontinuum light for in vivo microscopic imaging of living tissue dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Hirasawa Takeshi、Tachi Kazuyoshi、Miyashita Manami、Ishikawa Tomohiro、Ito Keiichi、Ishihara Miya
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 12379 ページ: 123790Y~123790Y

    • DOI

      10.1117/12.2652280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic photoacoustic microscopic imaging during single spatial scan using broadband excitation light pulses with wavelength-dependent time delay2022

    • 著者名/発表者名
      Hirasawa Takeshi、Tachi Kazuyoshi、Miyashita Manami、Okawa Shinpei、Kushibiki Toshihiro、Ishihara Miya
    • 雑誌名

      Photoacoustics

      巻: 26 ページ: 100364~100364

    • DOI

      10.1016/j.pacs.2022.100364

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Photoacoustic microscopy using supercontinuum light for in vivo microscopic imaging of living tissue dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hirasawa, Kazuyoshi Tachi, Manami Miyashita, Tomohiro Ishikawa, Keiichi Ito, Miya Ishihara
    • 学会等名
      SPIE BiOS 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子イメージングのための分光光音響顕微鏡の開発2022

    • 著者名/発表者名
      平沢壮、宮下愛美、田地一欽、櫛引俊宏、石原美弥
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会総会・学術集会

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公開日: 2023-12-25  

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