非接触・非拘束の生体組織光学定数測定法と筋疲労モニタリング

非接触式、非限制性生物组织光学常数测量方法及肌肉疲劳监测

• 批准号: 18700408
• 负责人: 庭山 雅嗣
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700408/
• 关键词: 近赤外分光法; ヘモグロビン; 酸素濃度; 非接触; 非拘束; 筋組織

腱鞘炎などの蓄積外傷性障害においては,血流状態が重要な要因であり,近赤外分光法(NIRS)を利用すれば血行動態や組織性状を把握し簡便に作業管理や診断するシステムができる可能性がある。第一の目的は,実用性,簡便性向上のために筋肉や腱の状態を非接触で計測するための基礎を確立することであり,非接触で光学定数測定の定量性を確保するための理論・実測での検討を行う。弟二の目的は,非拘束的に血液量と酸素濃度をモニタリングできるよう,小型化・ワイヤレス化を推進し,非接触と非拘束で幅広い用途へ適用できる可能性を示すことである。前年度の理論解析(モンテカルロシミュレーション)により,光源から数cmの光強度分布を調べること(空間分解法)により,非接触でも深部の組織の吸収係数の絶対値を算出できる可能性が示されている。今年度は,主にワイヤレス式の非拘束計測装置の試作と定量性の検証を行った。装置の試作:装置は現有の非接触計測も可能な組織酸素モニタを基本とし,表面実装化した送受光回路とBlue-tooth通信回路を4×2.5×1.5cmの樹脂に組込み,非拘束での酸素濃度計測が可能となった。定量性の検証:理論解析データをもとにして空間分解法で筋・腱組織の酸素濃度を定量化する演算式を求めた。試作した装置と演算式を用いてヒト血液を用いた模擬試料実験を行った結果,有線式以上の良好なSN比で高精度測定できることが明らかとなった。また,ヒトを対象とした実測でも,安静時の組織酸素飽和度は70%程度と妥当な測定結果を得た。2年の研究を通して,非接触計測と非拘束計測の基礎を確立することができた。

Tenosynovitis な ど の accumulation traumatic handicap of に お い て は, blood flow state が important な by で あ り, nearly outside red spectrometry (NIRS) を using す れ ば blood line dynamic や organization traits を easy grasp し に job management や diagnosis す る シ ス テ ム が で き る possibility が あ る. First は の purpose, be use sex, ease up の た め に brawn や tendon の state を non-contact で す meter test る た め の based を す る こ と で あ り, determination of non-contact optical destiny で の quantitative を ensure す る た め の theory, be measured で の う beg を 検 line. Second は の purpose, not limited the amount of blood に と acid levels を モ ニ タ リ ン グ で き る よ う, miniaturization, ワ イ ヤ レ ス を propulsion し, non-contact と non constraint で picture hiroo い usage へ で き を る possibility in す こ と で あ る. Annual の theory before parsing (モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン) に よ り, light か ら several cm の light intensity distribution を adjustable べ る こ と (space decomposition method) に よ り, non-contact で も deep の organization の unique numerical を seaborne の 収 absorption coefficient calculated で き が る possibility in さ れ て い る. This year, にワ, the main にワ ヤレス ヤレス type <s:1> unrestrained measuring device <e:1> is tested for と quantitative <s:1> 検 certification を and った. Device の attempt: device は existing の non-contact measuring も may な organization acid element モ ニ タ を basic と し, surface be loaded し た sent by light circuit と Blue tooth communication circuit を 4 * 2.5 * 1.5 cm の resin に group 込 み, non constraint で の acid element concentration measuring が may と な っ た. Quantitative の 検 : theoretical analytic デ ー タ を も と に し て space decomposition method で muscle, tendon tissue の acid levels を quantitative す る play formula を o め た. Attempt し と play formula を た device with い て ヒ ト blood を with い た simulation sample be 験 を line っ た results, good cable type above の な SN ratio で high-precision measurement で き る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, ヒ ト を like と seaborne し た be measured で も, quiet の the organization acid saturation degree of 70% は と appropriate た な を determination results. Two years of <s:1> research on を through て て, non-contact measurement と, and unrestrained measurement <s:1> foundation を establish する とがで とがで た た.

项目成果

Numerical analysis of the conditions for achieving accurate displacement measurement using a self-mixing laser diode

自混合激光二极管实现精确位移测量条件的数值分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of 5th International Conference on Optics-photonics Design ＆ Fabrication
• 作者: 笠原孝一郎・田中明;他;田村仁志;築山周作;築山周作;Norbert Stuban;Norbert Stuban;Masatsugu Niwayama;庭山 雅嗣;Norbert Stuban;Shingo Sone;Masatsugu Niwayama;Javril Bavogui;Hideaki Murata;Javril Bavogui
• 通讯作者: Javril Bavogui

Non-contact measurement of tissue absorption coefficient using spatially resolved near-infrared spectroscopy

使用空间分辨近红外光谱非接触式测量组织吸收系数

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of 5th International Conference on Optics-photonics Design ＆ Fabrication
• 作者: 笠原孝一郎・田中明;他;田村仁志;築山周作;築山周作;Norbert Stuban;Norbert Stuban;Masatsugu Niwayama;庭山 雅嗣;Norbert Stuban;Shingo Sone;Masatsugu Niwayama;Javril Bavogui;Hideaki Murata
• 通讯作者: Hideaki Murata

Evaluation of a compact wireless pulse oximeter.

紧凑型无线脉搏血氧计的评估。

• 发表时间: 2007
• 作者: Stuban N.;Santha H.;Niwayama M;Yasuda Y.
• 通讯作者: Yasuda Y.

Low perfusion limits of a wireless fetal pulse oximeter investigated by means of a fetal phantom

通过胎儿体模研究无线胎儿脉搏血氧仪的低灌注极限

• 发表时间: 2008
• 期刊: Review of Scientific Instruments (In press)
• 作者: 笠原孝一郎・田中明;他;田村仁志;築山周作;築山周作;Norbert Stuban;Norbert Stuban
• 通讯作者: Norbert Stuban

The influence of prebe geometry on muscle oxygenation measurementusing spatially-resolved NIRS

Prebe 几何形状对使用空间分辨 NIRS 测量肌肉氧合的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of SICE Annual Conference 2007
• 作者: 笠原孝一郎・田中明;他;田村仁志;築山周作;築山周作;Norbert Stuban;Norbert Stuban;Masatsugu Niwayama;庭山 雅嗣;Norbert Stuban;Shingo Sone
• 通讯作者: Shingo Sone