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2014 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
キーワード乳腺腫瘍 / 血管新生 / 複素誘電率 / FACTORVIII
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。当初は腫瘍内部と腫瘍辺縁部で血管新生密度に差があるという仮説を立て、広
島大学病院腫瘍外科で摘出された腫瘍の中心部と辺縁部を同軸プローブで散乱パラメータを測定する予定であった。しかし、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、画像解析によって、CD31,D2-40染色の陽性部位を抽出した結果、血管新生密度が腫瘍内部と腫瘍辺縁部で異なるということは、当該年度では、結論が出なかった。さらに、今年度はFACTOR-VIII染色でも検討した。その結果、血管分布映像がより鮮明になった。一方で、密度を顕微鏡下で目視で行っているので、計測の定量性に課題が明らかになった。そこで、今後はコンピュータによる画像認識で定量性を向上させることとした。
(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、差があると報告されており、複素インピーダンスに差が出るはずであるから、直径2.2mmの同軸プローブにより、摘出乳がん組織の複素インピーダンスを測定し、血管新生密度との相関をとるべく、解析を進めている。現在まで、まだ明確な相関関係が得られていないので、さらに、画像解析を進める。
(3)インパルス電磁波の送受信波形解析: 乳房外から非侵襲でインパルス信号を送信するUWBアンテナアレーを設計、製作した。さらに、CMOS回路を設計試作し、システム基板に実装し、性能評価した。

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

これまで、乳腺腫瘍中の血管新生密度分布を画像として明確にするために、HE、CD31,D2-40などの様々な染色を試みてきた。今年度はさらに、FACTER-VIIIと呼ばれる染色を行い、乳腺腫瘍内の血管新生をより明確に画像化することに成功した。

今後の研究の推進方策

乳腺腫瘍組織の中の血管新生について、広島大学病院病理診断科において、FACTOR-VIIIと呼ばれる染色を行うことで、乳腺腫瘍内の血管新生をより明確に画像化することに成功したので、今後の研究の推進方策は、デジタル写真を画像解析プログラムを開発して、より定量的な血管新生密度分布を計算する。そのデータをもとに、摘出した乳腺組織の複素誘電率との相関をとることによって、乳がんの進行度と血管新生密度の関係を明らかにする。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Complex permittivities of breast tumor tissues obtained from cancer surgeries2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, S. Kubota, K. Sogo, K. Arihiro, M. Okada, T. Kadoya, M.Hide, M. Oda, and T. Kikkawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 ページ: 253702-1-5

    • DOI

      10.1063/1.4885087

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional confocal imaging for breast cancer detection using CMOS Gaussian monocycle pulse transmitter and 4 × 4 ultra wideband antenna array with impedance matching layer,2014

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

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 ページ: 04EL03(9page)

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.04EL03

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 5-Gb/s and 10-GHz Center-frequency Gaussian monocycle pulse transmission using 65-nm logic CMOS with on-chip dipole antenna and high-k interposer2014

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

      IEEE Trans. Comp. Package and Manufact. Technol

      巻: 4 ページ: 1193-1200

    • DOI

      10.1109/TCPMT.2014.2320497

    • 査読あり
  • [学会発表] A 17 GHz Bandwidth 1.2 mW CMOS Switching Matrix for UWB Breast Cancer Imaging2014

    • 著者名/発表者名
      A. Azhari, S. Takumi, S. Kenta, T. Kikkawa, and X. Xiao
    • 学会等名
      IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
  • [学会発表] CMOS Equivalent Time Sampling of Gaussian Monocycle Pulse for Confocal Imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Seo, K. Sogo, A. Toya, T. Sugitani, A. Azhari, T. Kikkawa, X. Xiao
    • 学会等名
      IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
  • [学会発表] Tumor Response Extraction Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition for Early Breast Cancer Detection by UWB2014

    • 著者名/発表者名
      Q. Li, X. Xiao, H. Song, L. Wang, and T. Kikkawa
    • 学会等名
      IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
  • [学会発表] Time Domain Reflectometry Using IR-UWB CMOS Integrated Circuits for Breast Cancer Detection2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, K. Hashimoto, Y. Seo, H. Kono and T. Kikkawa
    • 学会等名
      2014 IEEE International Conference on Ultra-wideband
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-03
  • [学会発表] Model pulses in the TD design of UWB wireless signal transfer systems2014

    • 著者名/発表者名
      I. E. Lager, A. T. de Hoop, T. Kikkawa
    • 学会等名
      2014 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
    • 発表場所
      The Hargue, The netherlands
    • 年月日
      2014-04-06 – 2014-04-11
  • [学会発表] Resolution of confocal imaging using 4x4 planar antenna array2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sugitani, S. Kubota, X. Xiao, H. Kono, T. Kikkawa
    • 学会等名
      2014 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
    • 発表場所
      The Hargue, The netherlands
    • 年月日
      2014-04-06 – 2014-04-11
  • [産業財産権] 異常組織検出装置および信号送受信方法2014

    • 発明者名
      吉川公麿
    • 権利者名
      吉川公麿
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-216491
    • 出願年月日
      2014-10-23

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公開日: 2016-06-01  

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