近赤外光生体イメージングと血管新生シミュレーションによる創傷治癒過程の定量的計測

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近赤外光を用いた新しい生体トモグラフィ技術として光音響トモグラフィや拡散光トモグラフィなどが研究されている。これらの技術はは放射線被曝などの心配が無く、患者に優しい診断技術として期待されている。また、比較的小型化が容易であるため、ベッドサイドなどでも用いることができる点で汎用性が高い。近赤外光は特にヘモグロビンに強く吸収されるため、ヘモグロビンがコントラストとなり、乳がんなど、血管新生を伴う生体深部のがんのイメージングを行うことができると考えられている。近赤外トモグラフィによって血管分布（血液濃度分布）の時間的な変化を捉え、血管新生の数理モデルを用いて画像解析することによって、VEGF等の血管新生因子の分布とその発生源あるいは、がんの治療効率の低い、低酸素領域をイメージングすることができる、という発想に基づき研究を行っている。患者MRIや超音波画像を用いて光拡散方程式を有限要素法を使用して計算し、生体内光伝播をシミュレーションする方法を構築しており、血管新生の様子を画像化するための画像再構成技術がそろいつつある。この過程で拡散光トモグラフィ画像再構成に関するレヴュー論文を執筆し、論文誌に投稿し、次年度の掲載が決定している。また、マウス等の動物実験による光を用いたイメージングの実測データからの血管新生因子分布の画像化に向けて、簡便な光トモグラフィ装置の構築に取りかかっている。レーザーダイオードや、アバランシェフォドダイオード、光ファイバーなどを用いた光源や、超音波トランスデューサとロックインアンプを用いた光音響波の検出を行い、色素濃度に依存した振幅の変化を捉えることができた。次年度に生体を模擬したファントムを用いて実測した光音響信号から画像化を行う準備ができてきた。