【研究分野】分析化学

【研究領域課題番号】17H03082 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光音響効果 / 時間波形 / パワースペクトル / 弾性 / 乳がん / 空間位相変調 / 波形解析アルゴリズム / 近赤外光 / 光音響 / 粘弾性 / 空間位相変調技術 / イメージング / 近赤外 / レオロジー

【研究成果の概要】

医療診断機器として、健常組織と病変組織の弾性の差異に着目し、光音響信号の時間波形及びそのパワースペクトルから媒質に埋もれた試料の弾性が同定可能か、波形解析アルゴリズムを用いて研究した。試料のヤング率が高い程パワースペクトルの重心に相当する周波数は高周波数側へシフトする傾向を見出し、本実験系では、試料のヤング率が、乳がんの範囲に相当する約1 MPa領域まで、周波数から同定可能であることを示した。さらに、空間位相変調技術を用いて、生体透過性が高い近赤外光に対して、一点あたり数μmサイズで任意の点数での多点化を実現し、生体組織を高速かつ高空間分解能で近赤外光音響イメージング可能な基本要素を構築した。

【研究の社会的意義】

生体組織の弾性は、これまで、超音波エラストグラフィによって計測されてきた。しかし当該手法では、皮膚表面から5 から10 cmの深さ領域の組織の弾性が計測可能であるが、用いる音波の波長から空間分解能が1 cmと低い欠点がある。本研究で開発した光音響信号のパワースペクトルから埋もれた物体の弾性情報を取得する新しい方法は、サブミリメートルの空間分解能を達成することができ、かつ血管などの組織を選択的に弾性をイメージング計測可能である。このことは、超音波エラストグラフィでは困難であった早期の乳がんのようなサブミリメートルオーダーの小さな病変を弾性情報から診断する新しい方法に発展していくことが期待できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)