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2017 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, 特任教授 (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
キーワード血管新生 / 乳腺腫瘍 / 乳がん / 複素誘電率 / マイクロ波 / CMOS回路 / 免疫染色 / 計測システム
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電磁気学的に計測する技術を開発することであり、以下の研究成果が得られた。(1)血管新生密度測定:広島大学病院腫瘍外科で乳がん患者から摘出された乳腺腫瘍組織を病理診断科で薄片化し、血管分化マーカーとしてCD31染色、CD34染色、Factor VIII染色を試みた。その結果、乳腺腫瘍組織において、FactorVIII染色が新生血管を明確に分離できることがわかった。つぎに、乳腺腫瘍のサブタイプとして、scirrhous, papillotubular, solidtubular、DCISのサンプルについて、FactorVIIIで染色し、顕微鏡写真を画像解析した。その結果、腫瘍内部と腫瘍辺縁部で血管密度に差があることを確認した。(2)腫瘍の血管新生領域の複素誘電率計測:広島大学病院における105名の乳がん患者から摘出された296 サンプルについて、乳腺腫瘍血管新生の電磁気学的特性をその場で計測した。腫瘍組織の中心部と間質部および脂肪部の電磁気学的特性を測定し、そのデータを統計的に機械学習(サポートベクターマシン)による分類を試みた。これらは[広島大学学研究倫理審査委員会(許可)。平成22年12月14日、許可番号:疫-347課題名:乳房および乳房腫瘍組織の電磁気学的特性の解析]に基づいて行った。
(3)腫瘍血管新生密度分布計測用UWB-CMOS回路:マイクロ波超広帯域電波であるガウシアンモノサイクルパルス(GMP)を用いた時間領域非侵襲複素誘電率分布計測用UWB-CMOS回路と4x4アンテナアレイ・スイッチングマトリクスCMOS回路を開発した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 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 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件) 産業財産権 (3件)

  • [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] 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] 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] Transmit/receive 3-20 GHz 1.2 mW packaged double-pole-16-throw switching matrix for radarbased target detection2018

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

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 014101 -1-9

    • DOI

      DOI: 10.7567/JJAP.57.014101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detectability of Breast Tumor by a Hand-held Impulse-Radar Detector: Performance Evaluation and Pilot Clinical Study2017

    • 著者名/発表者名
      Hang Song, Shinsuke Sasada, Takayuki Kadoya, Morihito Okada, Koji Arihiro, Xia Xiao and Takamaro Kikkawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 16353 ページ: 1-11

    • DOI

      doi:10.1038/s41598-017-16617-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microwave Imaging Using CMOS Integrated Circuits with Rotating 4 × 4 Antenna Array on a Breast Phantom2017

    • 著者名/発表者名
      Hang Song, Afreen Azhari, Xia Xiao, Eiji Suematsu, Hiromasa Watanabe, and Takamaro Kikkawa
    • 雑誌名

      International Journal of Antennas and Propagation

      巻: Article ID 6757048 ページ: 1-13

    • DOI

      doi.org/10.1155/2017/6757048

    • 査読あり / オープンアクセス / 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
      Hang Song, Hikaru Sato, Xia Xiao , Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      European Concerence on Antennas and Propagation
    • 国際学会
  • [学会発表] Radar Imaging of Breast Cancer Using Kirchhoff Migration and Singular Value Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Hang Song and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      IEEE International on Antenna Measurement and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Microwave Characteristics of Glycerin-Saline Mixtures for a Breast Phantom2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sato, H. Song, H. Kono, X. Xiao, R. Miyake and T. Kikkawa
    • 学会等名
      Int. Symp. on Biomedical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Microwave Confocal Imaging Utilizing a Cross-shaped Dome Antenna Array with Time-Domain CMOS Radar System2017

    • 著者名/発表者名
      Hang Song, Hikaru Sato, Xia Xiao, Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      Int. Symp. on Biomedical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Sampling Clock Generation Circuits for Time-domain Breast Cancer Detection System2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Toya, Yoshihiro Masui, Mitsutoshi Sugawara, Tomoaki Maeda, Masahiro Ono, Yoshitaka Murasaka, Atsushi Iwata, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential equivalent time sampling receiver for breast cancer detection2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Masui, Akihiro Toya, Mitsutoshi Sugawara, Tomoaki Maeda, Masahiro Ono, Yoshitaka Murasaka, Atsushi Iwata, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
    • 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
      ICEAA-IEEE Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications
    • 国際学会
  • [産業財産権] 異常組織検出装置2018

    • 発明者名
      吉川公麿
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-025971
  • [産業財産権] 異常組織検出装置2017

    • 発明者名
      吉川公麿、宋航
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-175803
  • [産業財産権] 信号処理方法及び信号処理装置2017

    • 発明者名
      吉川公麿、宋航
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-226586

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公開日: 2018-12-17  

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