生体組織の光学特性値計測

光医療は低侵襲な診断・治療技術として注目されており，既に様々な医療現場で利用されています．しかし，現状では医師の経験や感覚に基づいて行われており，定量的な指標に基づく光診断・治療はほとんど実施されていません．光と生体組織との相互作用の理解不足は診断・治療過誤の原因となります．より安全な光医療の実現のためには，診断精度および治療効果に影響を与える生体組織内の光エネルギー分布を正確に予測し，制御する必要があります．光エネルギー分布は生体組織内の吸収体の量や散乱の起こりやすさに依存します．この生体組織の吸収や散乱を定量的に表現した物理パラメータを光学特性値と呼び，吸収係数，散乱係数，屈折率，および異方性因子があります．そこで本研究では，双積分球と逆モンテカルロ法を組み合わせた，可視・近赤外域における生体組織の光学特性値計測システムを開発し，生体組織の光学特性値解析を進めています．計測された光学特性値を用いることにより，光照射時の生体内光分布およびそれに伴う熱的損傷や光感受性物質の応答が解析可能となり，光医療の安全性・有効性を定量的に評価するための指標提供につながります．

関連論文

Takahiro Nishimura, Yusaku Takai, Yu Shimojo, Hisanao Hazama, Kunio Awazu: "Determination of optical properties in double integrated sphere measurement by artificial neural network based method," Optical Review 28(1):42-47 (2021). 

Yu Shimojo, Takahiro Nishimura, Hisanao Hazama, Toshiyuki Ozawa, Kunio Awazu: "Measurement of absorption and reduced scattering coefficients in Asian human epidermis, dermis, and subcutaneous fat tissues in the 400- to 1100-nm wavelength range for optical penetration depth and energy deposition analysis," Journal of Biomedical Optics 25(4):045002 (2020). 

Norihiro Honda, Katsunori Ishii, Yoshinaga Kajimoto, Toshihiko Kuroiwa, Kunio Awazu: "Determination of optical properties of human brain tumor tissues from 350 to 1000 nm to investigate the cause of false negatives in fluorescence-guided resection with 5-aminolevulinic acid," Journal of Biomedical Optics 23(7):075006 (2018).