Development of five-dimensional photoacoustic microscopy for analysis of tumor vasculature

开发用于分析肿瘤血管系统的五维光声显微镜

• 批准号: 22K12856
• 负责人: 平沢 壮
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Defense Medical College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12856/
• 关键词: 光音響顕微鏡; 光音響イメージング; 分光イメージング; ハイパースペクトルイメージング

当該年度は，5D光音響顕微鏡構築のための基礎検討を実施した。研究代表者はこれまでに，メラニンやヘモグロビン等の光吸収体を吸収波長で弁別しながら，光学顕微鏡レベルの空間分解能で3次元イメージングを行えるハイパースペクトル光音響顕微鏡を構築している。本研究計画は，本技術によるデータ取得を高速化してリアルタイムでのイメージングを可能とすることで5D光音響顕微鏡（3次元空間＋波長＋時間）を構築するものであり，今年度はデータ取得の高速化について検討した。光音響顕微鏡で3次元イメージングを行うためには，サンプル表面において励起光を2次元的に走査する必要がある。従来は自動ステージによりサンプルを機械的に走査していたが，自動ステージの移動速度がデータ取得速度のボトルネックとなっていた。本研究では，光音響顕微鏡によるリアルタイム3次元イメージングを可能とするために，ガルバノスキャナを用いた高速走査を適用した。さらに，高速化に伴う感度の低下を抑制可能な新しい信号検出方式を考案し，原理検証実験を実施した上で光音響顕微鏡に搭載し，高感度化が可能なことを実証した。この結果，1 fps以上の速度で3次元画像を取得可能なイメージング速度を実現できた。これらの結果，1 fps以上の速度で3次元画像を取得可能な光音響顕微鏡を構築できた。構築した光音響顕微鏡を用いて，生体内部の光吸収体の3次元分布をリアルタイムに可視化できることを実証するために，生体内の主要な光吸収体であるヘモグロビンを標的としたin vivo血管分布イメージングや，血液内に投与した造影剤のリアルタイムイメージングを実施した。この結果，血液と造影剤を標的としたリアルタイム3次元イメージングがそれぞれ可能なことを実証した。

In that year, 5D light and sound micromirrors built the foundation of the project. Representatives of the research include はこれまでに, メラニンやヘモグロビン, etc. のLight absorber, absorption wavelength で偁比しながら, optical microscopy The spatial decomposition of the mirror can be used to create a 3-dimensional mirror that can be used to create a 3D mirror. As part of this research project, this technology has made it possible to achieve high-speed 5D light The sound micromirror (3-dimensional space + wavelength + time) is constructed using a high-speed sound system. The light and sound mirror is a 3-dimensional mirror, and the 2-dimensional mirror is necessary to walk through it. Automatic inspection of the machine, automatic inspectionステージの Movement speed がデータ Get speed のボトルネックとなっていた. This research is based on the photoacoustic micromirror 3D camera. It is possible to use the high-speed walk-through of the とするために and the ガルバノスキャナを.さらに, high speed is accompanied by low sensitivity and suppressing possible new signal output methods, and the principle is It has been proved that the optical and acoustic micromirrors are installed on the instrument, and it is possible to achieve high sensitivity. As a result, it is possible to obtain 3-dimensional images at a speed of 1 fps or more, and the speed is now high. As a result, it is possible to obtain 3-dimensional images at a speed of 1 fps or more using a light and sound micromirror. By constructing a photoacoustic micromirror, we can visualize the three-dimensional distribution of light absorbers inside the living body. The main light absorber in the body is the main light absorber in the body. Vivo vascular distribution system, blood intravenous injection and contrast imaging system. As a result, the blood and contrast imaging test of the target 3-dimensional blood test is possible.

项目成果

Photoacoustic microscopy using supercontinuum light for in vivo microscopic imaging of living tissue dynamics

• DOI: 10.1117/12.2652280
• 发表时间: 2023-03
• 作者: T. Hirasawa;Kazuyoshi Tachi;Manami Miyashita;T. Ishikawa;K Ito;M. Ishihara

分子イメージングのための分光光音響顕微鏡の開発

分子成像分光光声显微镜的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 平沢壮;宮下愛美;田地一欽;櫛引俊宏;石原美弥
• 通讯作者: 石原美弥