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2016 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 小出 哲士  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596)
有廣 光司  広島大学, 病院(医), 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 / 乳がん / 複素誘電率 / 免疫染色 / 計測システム / CMOS / 回路
研究実績の概要

本研究の目的は悪性腫瘍の転移及び浸潤の過程に生じる血管新生の密度分布を計測する技術を開発することである。開発技術目標は、1.血管新生の密度分布を計測する、2.血管新生部位の複素インピーダンスと周囲の組織や正常組織との差を計測する、3.血管新生密度の高い部位の位置を送受信波形の解析によって特定する、4.血管新生密度分布計測システム用UWB-CMOS回路を開発する、であり、当該年度の研究成果は以下のとおりである。
1.広島大学病院における手術で摘出した乳腺腫瘍組織の一部を病理診断科で病理サンプルとして薄片化し、CD31及びFactorVIIIで免疫染色し、顕微鏡下で観察、写真撮影し、コンピュータによる画像認識技術を用いて血管分布を計測した。2.手術で摘出した乳腺腫瘍組織のサンプルを血管新生密度が高い悪性乳腺腫瘍組織領域と正常組織領域の複素誘電率について、ベクトルネットワークアナライザにより超広帯域周波数(0.5-20GHz)で計測し比較した。3.血管新生密度の高い乳腺腫瘍組織領域の位置を送受信波形の解析によって特定する装置のプロトタイプ2号機を開発し実験した。4.血管新生密度分布計測システム用UWB-CMOS回路を開発し、プロトタイプ2号機に実装した。

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

当該年度の成果は当初計画に対して以下の項目に関しては予定通りの成果が得られた。1.血管新生の密度分布を顕微鏡下で観察、写真撮影し、定量化を検討した。2.血管新生密度が高い乳腺腫瘍組織領域と正常組織領域の複素誘電率を計測し比較した。3.血管新生密度の高い乳腺腫瘍組織領域の位置を送受信波形の解析によって特定する装置プロトタイプ2号機を開発した。しかし、4.血管新生密度分布計測用UWB-CMOS回路の改良回路の性能評価を行う過程で、当初の予測に反し、感度、時間位相雑音、信号雑音比が悪く、このまま試作を行うには不十分であると判明し、設計の再評価を行う必要が生じた。再評価の結果、さらなる設計期間が必要となった。

今後の研究の推進方策

当初計画である血管新生分布計測技術開発はCMOS回路の設計評価が遅れているので、設計を外部委託するなど、対策を講じ、最終年度には達成する計画である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] 天津大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      天津大学
  • [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      アイルランド国立大学
  • [国際共同研究] トリノ工科大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      トリノ工科大学
  • [雑誌論文] 人体検査用広帯域五角形パッチアンテナ2016

    • 著者名/発表者名
      平野拓一, 吉川公麿, 広川二郎, 安藤真、
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 C

      巻: J99-C ページ: 365-372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC-17-GHz CMOS single-pole-eight-throw switching matrix for radar-based image detection2016

    • 著者名/発表者名
      Afreen Azhari, Takumi Sugitani, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 127301-7

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.127301

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] MRI-aided tissues interface characterization: An accurate signal propagation time calculation method for UWB breast tumor imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Liang Wang, Xia Xiao, Takamaro Kikkawa,
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 388 ページ: 24-34

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.05.135

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A Portable Breast Cancer Imaging System with Cross-shaped Dome Antenna Array2017

    • 著者名/発表者名
      H. Song, H. Sato, X. Xiao, T. Kikkawa
    • 学会等名
      European Concerence on Antennas and Propagation
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Breast Cancer Detection System2017

    • 著者名/発表者名
      H. Song, X. Xiao, T. Kikkawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex permittivity of 3D-printed breast phantom materials2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sato, H. Song, H. Kono, X. Xiao, R. Miyake and T. Kikkawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] CMOS Sampling Circuit for Impulse-Radar Breast Cancer Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Seo, Akihiro Toya, Yoshihiro Masui, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Confocal Imaging of 3D-Printed Breast Phantom2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuwano, H. Song, H. Sato, T. Uruma, Y. Seo, R. Miyake, X. Xiao, and T. Kikkawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Confocal Imaging Resolution for Impulse Radar Breast Cancer Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Taichi Uruma, Hang Song, Hikaru Sato, Yuki Kuwano, Yuji Seo, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-Wide Band Square-Slot Antennas with Dual-layer Frequency Selective Surface for Breast Cancer Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Flavia Latino, Takamaro Kikkawa, and Ladislau Matekovits
    • 学会等名
      International Workshop on Nanodevices Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Propagation of Gaussian Monocycle Pulses in Breast Phantoms with Slot Antenna Arrays2016

    • 著者名/発表者名
      H. Song, H. Kohno, X. Xiao and T. Kikkawa
    • 学会等名
      European Concerence on Antennas and Propagation
    • 国際学会
  • [学会発表] A radar-based breast cancer detection system using CMOS integrated circuits2016

    • 著者名/発表者名
      Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      Ireland-Japan Biomaterials & Tissue Engineering Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Breast cancer imaging with a dome antenna array using a radar-based Ultra-wideband CMOS detection system2016

    • 著者名/発表者名
      Hang Song, Hayato Kono, Yuji Seo, Afreen Azhari, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      International Conference on Solid-State Devices and Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Confocal imaging by turning antennas with CMOS integrated circuits for breast cancer detection2016

    • 著者名/発表者名
      Hang Song, Yuji Seo, Hikaru Sato, Taiichi Uruma, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      International Symposium on Antenna and Propagation
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of UWB Antennas for Breast Cancer Detection2016

    • 著者名/発表者名
      H. Song, S. Kubota, X. Xiao and T. Kikkawa
    • 学会等名
      International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications
    • 国際学会
  • [産業財産権] A/D変換装置及びジッタ補正方法2016

    • 発明者名
      吉川公麿他
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-107783
  • [産業財産権] 半導体スイッチ回路及び異常組織検出装置2016

    • 発明者名
      吉川公麿他
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-174770
  • [産業財産権] 異常組織検出装置2016

    • 発明者名
      吉川公麿他
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-184410
  • [産業財産権] 検出装置、信号処理方法及びプログラム2016

    • 発明者名
      吉川公麿他
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2016/082134
    • 外国

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公開日: 2018-12-17  

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