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2023 年度 実績報告書

KTN光プローブを用いた硬性内視鏡型OCTシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12644
研究機関大阪大学

研究代表者

近江 雅人  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60273645)

研究分担者 石川 正和  広島大学, 医系科学研究科(医), 寄附講座准教授 (60372158)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード光干渉断層法(OCT) / KTN光スキャナー / 硬性内視鏡型OCT / 整形外科応用
研究実績の概要

1.KTN光スキャナーOCT硬性内視鏡プローブの開発と3D-OCTの構築:本研究ではKTN光スキャナーによる硬性内視鏡OCTプローブを開発した。プローブはKTN2次元光スキャナーで構成される。KTN光スキャナーは1台で1軸の光スキャンを実現するため、光プローブでは2台のKTN光スキャナーを直列に90°回転させた配置で実装し、x軸とy軸の2軸をスキャンする構成とした。KTNスキャナーの先端部には、幹部まで光を届ける直径5㎜φのニードル状のGRINレンズを装着した。実際の動作では、プレバイアス電圧±300Vを印可しKTN結晶をチャージし、その後600Vの交流電圧を印可してビームを走査した。ビームの偏向角は約130mradが得られ、これを2次元ラスタースキャンしてビームを走査させた。ビーム走査範囲として2.1×2.1mmを実現した。x軸方向に300Hz、y軸方向に1Hzのノコギリ波電圧を駆動し、これらを同期させることにより3D-OCT画像を取得した。
2.可搬型OCTシステムと実用装置への展開:KTNを用いた2次元プローブをOCT干渉光学系に接続し、患部へレーザー光を導光し出射するプローブとして実装した。まず、人皮膚組織として指先指紋部のOCTを取得し、3次元イメージングを構築した。硬性内視鏡型OCTシステムをシステムラックに収納した可搬型OCTシステムのプロトタイプを連携企業と試作した。
3.変形性関節症のOCT画像解析と整形外科分野への応用:動物実験モデルを用いて骨・軟骨病変のOCTイメージの取得を検討した。マウス変形性膝関節症モデルを用いてOCTイメージを取得し、正常部と異常部位の差異の定量的解析を行った。OCT画像の解析ソフトをLabVIEWを用いて開発し、関心領域(ROI)を設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] In vivo time-lapse observation of PLA/CL and PVDF surgical sutures by optical coherence tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Fengcheng Wei, Hinata Nakakubo, Masato Ohmi
    • 雑誌名

      Biomedical Journal of Scientific & Technical Research

      巻: 53 ページ: 44232, 44237

    • DOI

      10.26717/BJSTR.2023.53.008335

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KTN光スキャナーによる硬性内視鏡OCTの開発と整形外科学分野へのOCT応用2023

    • 著者名/発表者名
      近江雅人
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 34 ページ: 45, 48

  • [学会発表] OCTを用いた手術用縫合糸の三次元In vivo観察の検討2024

    • 著者名/発表者名
      魏 鳳城、中久保日向、半田瑠璃、近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
  • [学会発表] KTN光スキャナーを用いた硬性内視鏡型OCTシステムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎、八木生剛、近江雅人
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
  • [学会発表] OCTを用いた手術用縫合糸のIn vivo時間経過観察2023

    • 著者名/発表者名
      魏 鳳城、中久保日向、近江雅人
    • 学会等名
      第62回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] OCTによる手指小動脈の動態機能イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      黒崎 涼、塩田夏海、近江雅人
    • 学会等名
      第62回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] Development of rigid-endoscope optical coherence tomography system using KTN optical beam scanner2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohmi, Kenji Wada, Shogo Yagi
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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