| 研究課題/領域番号 |
20K04163
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
古川 大介 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (80774760)
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| 研究分担者 |
佐伯 壮一 名城大学, 理工学部, 教授 (50335767)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 組織粘弾性 / 光干渉断層像 / 毛細血管 / 断層可視化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，加齢や光老化により進行する肌のシワやタルミといった皮膚の老化現象を力学的側面から解明し，病理現象や抗加齢について評価指針を得ることを目指している．皮膚老化の要因には，代謝機能の低下と紫外線照射によるコラーゲン線維やエラスティンの変性および減少が議論されており，本研究では，代謝機能である毛細血管の断層可視化と力学特性である粘弾性を光干渉断層画像法（多機能OCT）により，皮膚内部および粘弾性をマイクロ断層可視化することが目的である．当該年度では，皮膚真皮上層における毛細血管によって生じる微小変動を解析するアルゴリズムおよび計測法を改良し，3次元マイクロ断層可視化に取り組んだ．さらに構築した皮膚吸引装置から皮膚真皮上層の動的粘弾性をマイクロ断層検出に取り組んだ．
研究成果として，毛細血管検出方法の改良により，血管検出精度が向上した．さらに吸引方法を周期吸引することで皮膚内部の動的粘弾性をひずみ速度としてマイクロ断層可視化した．これにより，毛細血管が存在する付近では，周辺組織に対してひずみ速度が大きく，毛細血管が弾性的であることが分かった．また，吸引周期と皮膚内部におけるひずみ速度の位相変化を考察することにより粘性特性も評価可能であることが考察できた．
今後の研究展開として，構築した吸引口（アダプタ）には，不備があり吸引口の改良を実施するとともに，皮膚内部の力学的現象を数値解析から比較し，粘弾性特性を逆解析的に求めることが課題である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究課題では，皮膚代謝機能である真皮上層における毛細血管網の3次元マイクロ断層可視化および真皮上層の力学特性をマイクロ断層可視化である．血管網可視化においては，十分な成果を得ることが出来たと考える．力学特性（皮膚粘弾性）マイクロ断層評価としては，毛細血管付近とその他周辺組織との粘弾性変化を評価可能とし，当初の課題である組織内部の粘弾性評価については，比較的満足する結果を得ている．しかしながら，当初の課題である，皮膚内部の力学特性を数値解析からマイクロ分布として推定することも重要であると考えており，この点における進捗がやや遅れていると考える．
その他，本研究実施にあたり，共同研究先にて実験を実施していたが，共同先研究室の学内移転等により，実験装置の一部を本学へ移動することになった．このため，本学において実験装置の場所の確保，構築および予期せぬ装置購入が生じたため，研究計画に遅れが生じた．当該年度にて実験装置の構築は，ほぼ完了しており，本学にて実験実施可能とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
現状，皮膚内部の毛細血管網マイクロ断層可視化については，皮膚真皮上層における3次元マイクロ断層像を可視化しており十分な成果といえる．その他，当該研究における主な課題には，皮膚内部の力学特性マイクロ（断層）分布の推定がある．現在，力学特性である粘弾性分布の断層可視化評価として，吸引周期に対する皮膚内部の応答をひずみ速度分布として断層可視化した．これより，弾性および粘性効果を評価可能であることが，ひずみ速度の応答および吸引周期との位相変化から定性的な評価は可能であることを明らかとしたが，定量的評価が不十分である．このため，優先的な研究課題として，吸引試験による皮膚変形を有限要素法による順解析を実施する．その後，粘弾性パラメータを変化させ，粘弾性要素について定量的な評価法について検討する．
その他，実験装置の移転に伴い，実験装置の調整確認および基礎計測における光学装置が不十分であるため，調整確認用の装置構築を進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初，実験実施にあたり共同研究先での実験を検討していた．しかし，共同研究先の研究室移転により，当該研究にあたる装置の一部を本学（秋田県立大学）へ移転することにした．移転に伴い，実験装置の一部を構築および装置の購入変更が必要となった．この理由により使用額に差が生じた．研究推進にあたり，遅れは生じているが研究成果の大半は，十分な成果を得ていると言える．
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