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2013 年度 実績報告書

腫瘍の血管新生密度分布計測技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25249050
研究機関広島大学

研究代表者

吉川 公麿  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (60304458)

研究分担者 有廣 光司  広島大学, 大学病院, 教授 (70232064)
黒木 伸一郎  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (70400281)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード乳がん / 血管新生 / 乳腺腫瘍 / 複素インピーダンス / インパルス電磁波 / CMOS回路
研究実績の概要

(1)腫瘍血管新生密度の測定: 広島大学病院腫瘍外科(岡田教授)で乳がん患者さんから摘出された乳腺腫瘍の血管新生の密度分布を広島大学病院病理診断科(有廣教授)で計測した。悪性腫瘍は転移及び浸潤の過程おいて、癌細胞が病巣への血流を増加し低酸素
状態を脱しようとするため、血管新生の密度が増加するという仮設をたて、摘出された組織から、病理組織標本をホルマリン固定後、パラフィン切片を作成してヘマトキシリン・エオジン染色を行い、CD31,D2-40染色を行い、陽性部位を抽出した。デジタル顕微鏡写真に記録し、視野内における密度を計測した。
(2)摘出した腫瘍血管新生の複素インピーダンス解析:腫瘍血管新生密度は正常乳腺との比較において、腫瘍内部で1.5倍、腫瘍辺縁部で2倍程度の差があると報告されており、血管新生密度が高い腫瘍組織の複素インピーダンスに影響を与えると仮定して、同軸プローブによりベクトルネットワークアナライザ-で計測するシステムを開発した。
(3)インパルス電磁波の送受信波形解析: 非侵襲で腫瘍血管新生密度を測定するために、乳房表面からUWBインパルス電波を照射し、その散乱波形を解析するシステムを開発した。血管新生領域の三次元位置分解能を向上するための乳房表面三次元に配置されたアンテナアレーシステムを構築した。
(4)血管新生密度分布計測システム用CMOS回路:腫瘍血管新生密度分布計測による乳腺悪性腫瘍の計測システムを開発するには、システムの半導体集積回路化が必須であるから、インパルス送信回路、インパルス受信回路、透過時間サンプリング回路、スイッチングマトリクス回路を設計した。

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

当初の計画通り、腫瘍血管新生密度の測定のため、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、CD31,D2-40染色を行い、陽性部位を抽出した。結果は染色された新生血管だけでは無く、他の組織も染色されるため、密度の正確な計測が困難であった。

今後の研究の推進方策

今年度は血管新生密度測定のためのCD-31,D2-40などの各種染色を試みたが、血管新生だけでなく、ほかの組織も染色されるため、今後の研究の推進方策は、血管新生だけにターゲットを絞って、FACTORVIII染色を試みる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 125 mW 102.4 GS/s Ultra-High-Speed Sampling Circuit for Complementary Metal Oxide Semiconductor Breast Cancer Detection System2013

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Toya, Kenta Sogo, Nobuo Sasaki, and Takamaro Kikkawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 ページ: 04CE07(6page)

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.04CE07

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Compact 4 4 Planar UWB Antenna Array for 3-D Breast Cancer Detection2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya, X. Xiao, T. Kikkawa
    • 雑誌名

      IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters

      巻: 12 ページ: 733-736

    • DOI

      10.1109/LAWP.2013.2270933

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-wide band microwave image reconstruction for early breast cancer detection by norm constrained capon beamforming2013

    • 著者名/発表者名
      L. Xua, X. Xiao., T. Kikkawa
    • 雑誌名

      Mathematical and Computer Modelling

      巻: 58 ページ: 403-408

    • DOI

      10.1016/j.mcm.2012.11.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] IMPROVED BEAMFORMING ALGORITHM FOR IMAGING RECONSTRUCTION FOR EARLY BREAST CANCER DETECTION BY UWB2013

    • 著者名/発表者名
      L. XU, X. XIAO, and T. KIKKAWA
    • 雑誌名

      Journal of Circuits, Systems and Computers

      巻: 22 ページ: 1340027 (11)

    • DOI

      10.1142/S0218126613400276

    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of Spatial Resolution of Breast Cancer Detection Using 4x4 UWB Antenna Array with Impedance Matching Layer2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, S. Kubota, X. Xiao and T. Kikkawa
    • 学会等名
      2013 International Conference on Solid State Devices and Material
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2013-09-24 – 2013-09-27
  • [学会発表] On-Chip Folded Dipole Antennas for Inter-Chip UWB Signal Transmission2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, T.Sugitani, S. Kubota and T.Kikkawa
    • 学会等名
      2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2013-09-24 – 2013-09-27
  • [学会発表] A 0-27 GHz -30 dB Isolation Tx/Rx Single Pole Double Throw (SPDT) Switch for Gaussian Monocycle Pulse Transmission2013

    • 著者名/発表者名
      A. Azhari, K. Sogo, M. Wang, A. Toya and T. Kikkawa
    • 学会等名
      2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2013-09-24 – 2013-09-27
  • [学会発表] A breast cancer detection system using 198 ps Gaussian monocycle pulse CMOS transmitter and UWB antenna array2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, S. Kubota, M. Hafiz, A. Toya, T. Kikkawa
    • 学会等名
      2013 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS)
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2013-05-20 – 2013-05-24
  • [学会発表] Planar UWB antenna array for breast cancer detection2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kikkawa, T. Sugitani
    • 学会等名
      2013 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
    • 年月日
      2013-04-08 – 2013-04-12

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公開日: 2016-06-01  

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