多層化・構造化皮膚モデルの開発と3次元血管構造探索

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560391
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 相津 佳永 室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20212350)
• 連携研究者: 西舘 泉 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (70375319) ; 湯浅 友典 室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60241410)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 計測システム / 可視化 / 生体計測 / 分光計測 / 皮膚計測

研究概要

本研究では,糖尿病患者向け血糖値計測等のための光学的3次元血管位置探索技術の新規開発を目指した.ヒト皮膚を詳細な9層構造に新規モデル設計するとともに,多層モンテカルロシミュレーションによる分光反射率計算法を開発した.最小厚0.1mmの人工皮膚薄層を多層成形する技術を新規に開拓した.これらを活用して分光画像データから皮膚内静脈血管の深さと径を推定する手法と測定光学系を開発した.さらにヒト皮下静脈実験を行い,妥当な結果が得られることを確認した.

研究成果

• [雑誌論文] 皮膚組織多層構造モデリングと光伝搬シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 相津佳永
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 巻: Vol.114, No.1112 ページ: 541
• [雑誌論文] Monte Carlo simulation of spectral reflectance using a multilayered skin tissue model (2010)
  • 著者名/発表者名: Takaaki MAEDA, Naomi ARAKAWA, Motoji TAKAHASHI and Yoshihisa AIZU
  • 雑誌名: Optical Review 巻: vol.17, No.3 ページ: 223-229
  • 査読あり
• [雑誌論文] 真皮の病変 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇谷厚志, 相津佳永
  • 雑誌名: Visual Dermatology 巻: Vol.9, No.4 ページ: 388-394
• [雑誌論文] Adaptive exponential approximation of optical density ratio using third-order regression equations for depth profiling of a blood inclusion in a skin tissue model (2009)
  • 著者名/発表者名: Takaaki MAEDA, Izumi NISHIDATE, and Yoshihisa AIZU
  • 雑誌名: Optics & Laser Technology 巻: 41, No.6 ページ: 755-763
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多層構造皮膚モデルに基づく分光反射率のシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 相津佳永
  • 雑誌名: 光技術コンタクト 巻: Vol.47, No.1 ページ: 5-13
• [雑誌論文] Visualizing of skin chromophore concentrations by use of RGB images (2008)
  • 著者名/発表者名: Izumi Nishidate, Kiyohiro Sasaoka, Testuya Yuasa, Kyuichi Niizeki, Takaaki Maeda, and Yoshihisa Aizu
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 33, No.19 ページ: 2263-2265
  • 査読あり
• [学会発表] 多層構造モデルに基づく皮膚組織内光浸達のモンテカルロシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋吉騎慎,前田貴章,西舘泉,船水英希,相津佳永
  • 学会等名: 応用物理学会第48回光波センシング技術研究会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111206-07
• [学会発表] 皮下局所血液領域の深さ・厚み計測のための使用波長の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長沼大史,田中規之,西舘泉,前田貴章,新関久一,相津佳永
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2011
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Noninvasive and noncontact imaging of skin hemodynamics using a digital RGB camera (2011)
  • 著者名/発表者名: Izumi Nishidate, Tatsuya Kawase, Noriyuki Tanaka, Kyuichi Niizeki, Yoshihisa Aizu
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2011,日韓生体医用光学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Monte Carlo simulation of light penetration into skin tissue using a nine-layered skin model (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Akiyoshi, T. Maeda, I. Nishidate, H. Funamizu, and Y. Aizu
  • 学会等名: 9th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering, OIE'11,Turku
  • 発表場所: トゥルク・フィンランド
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 多層構造皮膚モデルを用いた光侵達のモンテカルロ解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋吉騎慎,前田貴章,西舘泉,船水英希,相津佳永
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] 等吸収点反射率画像による皮下静脈血管径変化の計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長沼大史,田中規之,西舘泉,前田貴章,新関久一,相津佳永
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2010
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Skin image reconstruction using Monte Carlo based color generation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Aizu, Takaaki Maeda, Tomohiro Kuwahara, and Tetsuji Hirao
  • 学会等名: Information Optics and Optical Data Storage, SPIE Photonics Asia 2010 symposium in Beijing
  • 発表場所: 北京・中国
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 多層構造型モンテカルロモデルに基づく皮膚の分光反射率特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前田貴章,鎌田沙由里,吉村淳,桑原智裕,平尾哲二,高橋元次,相津佳永
  • 学会等名: 応用物理学会第44回光波センシング技術研究会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] 皮下血液層モデルの深さ・厚み計測における照明・撮影角度の光学特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤啓介,前田貴章,西舘泉,相津佳永
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-01-25