著者

兼成 哲也 工藤 信樹 張 旭 高橋 誠 山本 克之

出版者

一般社団法人電子情報通信学会

雑誌

電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス

巻号頁・発行日

vol.97, no.124, pp.9-16, 1997-06-20

被引用文献数

2

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近年, 血管内超音波エコー法(IVUS)は臨床において重要な検査法になりつつある. IVUSを用いて血管内腔を描出することは血管狭窄の定量的評価を行う上で重要ではあるが, 血液のと粥腫の音響インピーダンスの差が小さいことから, 両者を見分けることが困難なことも多い. そこで, 本研究では血流や粥腫の動きを検出することにより血管内腔を明瞭に描出する新しいIVUSを提案する. IVUSにでは超音波の伝搬方向と血流方向が直交するために, ドプラ法では血流を検出できない. それゆえ, 本研究では血流を検出する方法として相関法を用いた. 本手法を実現するシステムを試作し, 血管ファントムを用いて評価を行った. その結果, 本手法を用いることにより従来のMモード像やBモード像では見分けることが困難であった血流と粥腫を明瞭に分離することができた.

著者

古澤 之裕 工藤 信樹 近藤 隆

出版者

公益社団法人 日本超音波医学会

雑誌

超音波医学 (ISSN:13461176)

巻号頁・発行日

vol.47, no.1, pp.3-13, 2019 (Released:2020-01-15)

参考文献数

34

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超音波の生物作用は熱的作用と非熱的作用に分類され,超音波によるDNA損傷は主として非熱的作用によるものと考えられている.胎児診断の安全性の観点から多くのin vitro研究がなされてきた.DNAに生じる変化の検出技術の進歩とも相まって,水溶液内のDNAへの影響および細胞内DNAへの影響とその作用機序が急速に解明されつつある.一方でDNA損傷はその生成のみならず,修復を経た後に残存する損傷が重要であることが判明してきた.本稿では,歴史的背景を踏まえて,超音波照射により水溶液中のDNAに生じる損傷とその生成機序,細胞内に存在するDNAに生じる損傷の生成機序,および細胞応答ついて概説する.また,これらの基礎的な知見から超音波の生体影響研究における課題についても述べるとともに,超音波診断の安全性との関連についても考察する.

著者

工藤 信樹 清水 孝一 松本 伍良

出版者

一般社団法人 日本生体医工学会

雑誌

医用電子と生体工学 (ISSN:00213292)

巻号頁・発行日

vol.23, no.3, pp.194-198, 1985-06-30 (Released:2011-10-14)

参考文献数

12

被引用文献数

3

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A new method of biotelemetry is proposed, which realizes nonrestrained acquisition of biological signals using the infrared light diffused out from animal skin. This technique is fundamentally different from conventional telemetry techniques which use radio-frequency electromagnetic waves.An optical transmitter which consists of some LED's is implanted beneath the skin. Biological information such as ECG signal is collected in vivo and the light emitted from the LED's is modulated by the signal. The light transmitted through the skin is strongly diffused and spread out in a wide angle. The light is collected by the remotely located optical receivers and the biological information is obtained by demodulating the signal. Thus, the biological information in vivo is obtained without restraining the object with cables or optical fibers.In order to verify the possibility of the above technique, a system, which obtains an ECG from laboratory animals, has been developed. An infrared light was chosen due to its invisibility and high transmittance through the skin. Considering the stability of the communication link and the power consumption of the implanted transmitter, PFM (Pulse Frequency Modulation) technique was used. Using the system, the transcutaneous ECG telemetry was performed successfully.In the experiment, the indirect light reflected and scattered by the walls, the ceiling and the floor was shown to be useful in the optical telemetry. Light transmission patterns through the skin of a mouse were measured. The results suggest the possibility of telemetry even from the deep part of the body cavity.It is concluded that recent progress of optical and electronic technologies have reached the point, where transcutaneous optical telemetry of biological signals has become practically possible.

著者

山本 克之 浜岡 隆文 川初 清典 工藤 信樹 清水 孝一

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

1999

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本研究は,筋組織酸素濃度計測における皮下脂肪層の影響を系統的に解析し,その影響を除去し得る絶対値計測可能な近赤外分光(NIRS)組織酸素モニタを開発して,本装置の最も効果的な適用分野と考えられるスポーツ医学の分野で,その有効性を実証することを目的とした.1.時間分解法を用いたin vivo計測と多層モンテカルロシミュレーションにより,組織の不均一性を考慮して,筋および脂肪層の平均的な光学特性(吸収係数,散乱係数)を決定した.2.光拡散理論を適用し,吸光度変化と吸収係数の非直線的関係をも考慮した組織酸素濃度算出式を理論的に導出し,その具体的な係数を上記光学特性から決定した.3.脂肪層の影響で近赤外分光法の測定感度が大きく減少するので,測定感度を脂肪厚で補正することにより,均質な系を仮定した上記理論式に適用可能な補正式を決定した.また,安静時の筋酸素消費量を磁気共鳴スペクトル法と試作装置で計測・比較し,補正法の妥当性を確認した.4.NIRSの運動能力の評価法として,トップレベルの選手(ノルディック複合ナショナルチーム,13名)を対象に測定を実施し,高地トレーニングにより筋組織酸素濃度回復速度が6日後で11%,11日後で20%程度増加することを見出した.5.NIRSの筋代謝の評価法として,筋収縮・弛緩に伴う血液量変化から局所的血液酸素飽和度を,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する手法を考案し,1収縮ごとに酸素飽和度と酸素消費量を推定できることを検証した.6.当初の計画を進展させ,200チャネルの受光系を有する組織酸素濃度画像化システムを試作し,膝屈曲・伸展運動時の大腿部各筋の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン量,血液量の時空間変化をイメージングすることに成功した.

著者

工藤 信樹 鈴木 亮 山本 克之 岡田 健吾 坂口 克至 八木 智史 渡辺 典子 千田 裕樹 奥山 学 松井 智子 吉松 幸里

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2008

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本研究の最終的な目的は,パルス超音波と微小気泡を用いることにより,効率が良く生体に対する安全性が高いin vivoソノポレーション手法を開発することにある.今回の研究では,手法の効率向上を主な目的として,ソノポレーションに伴う細胞変化をタイムラプス観察する光学顕微鏡システムを開発した.また,気泡位置を制御できる光ピンセット装置も開発し,細胞膜損傷の程度や発生部位の制御を実現した.開発した装置を用いて,数10分間の比較的早い時間内に起きる細胞の損傷と修復を観察し,その発生機序について検討した.また,気泡に取り込まれた薬剤の効果発現をとらえるために観察チャンバを改良し,最大20時間程度にわたって細胞に生じる変化を連続観察する手法を確立した.さらに,特定の細胞にのみ付着するターゲティング気泡とシェルに薬剤を付着した気泡を作製し,提案するソノポレーションにおけるこれらの気泡の有用性を確認した.