OTN--NIRNIR蛍光イメージングのバイオメディカル応用 · otn--nirnir蛍光イメージングのバイオメディカル応用東京理科大学新技術説明会

Tokyo University of Science www.ksoga.com

OTNOTNOTNOTN----NIRNIRNIRNIR蛍光イメージング蛍光イメージング蛍光イメージング蛍光イメージングのののの

バイオメディカルバイオメディカルバイオメディカルバイオメディカル応用応用応用応用

東京理科大学新技術説明会

2015年11月26日(木) 16:00-16:30

JST東京本部別館1Fホール（東京・市ケ谷）

曽我公平曽我公平曽我公平曽我公平東京理科大学東京理科大学東京理科大学東京理科大学基礎工学部基礎工学部基礎工学部基礎工学部材料工学科材料工学科材料工学科材料工学科

東京理科大学東京理科大学東京理科大学東京理科大学

イメージングフロンティアセンターイメージングフロンティアセンターイメージングフロンティアセンターイメージングフロンティアセンター


特許

� 発明の名称：医療医療医療医療画像表示制御装置及画像表示制御装置及画像表示制御装置及画像表示制御装置及びびびびプログラムプログラムプログラムプログラム� 登録番号：特許5618129

� 発明者：岸本英博、相川直幸、曽我公平、渡邉敏之、外山貴彦、藤井博史、梅田泉、山口雅之

� 出願人：学校法人東京理科大学、学校法人同朋学園名古屋造形大学、国立研究開発法人国立がん研究センター

�

� 発明の名称：光光光光イメージングイメージングイメージングイメージング装置装置装置装置� 公開番号：特開2014-115151

� 発明者：曽我公平、篠山智生、山本聡

� 出願人：学校法人東京理科大学、株式会社島津製作所


東京理科大学：革新的東京理科大学：革新的東京理科大学：革新的東京理科大学：革新的なななな科学技術創出科学技術創出科学技術創出科学技術創出のメカニズムのメカニズムのメカニズムのメカニズム

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

学部

研

究科

部局部局部局部局：：：：教育教育教育教育とととと研究研究研究研究のののの高度専門家高度専門家高度専門家高度専門家をををを担担担担うううう組織組織組織組織：：：：縦縦縦縦のののの糸糸糸糸

部門部門部門部門センターセンターセンターセンター




総合研究院総合研究院総合研究院総合研究院：：：：高度高度高度高度なななな専門専門専門専門をををを紡紡紡紡ぐぐぐぐ横横横横のののの糸糸糸糸


OTN-NIR IFBI技術

「これまで」と「これから」� 東京理科大学総合研究院

� ポリスケールテクノロジー研究センター

� 2006-2011

� イメージングシステムの開発

� がん医療基盤科学技術研究センター

� 2009-2014

� がん医療への応用

� イメージングフロンティアセンター

� 2015-2019

� スタンダードな新技術としての普及と産業化


ポリスケールテクノロジー

研究センター

5

Scine2006

Poly ScalePoly Discipline

Poly Applications

Poly Stance (Designer and User)

ユーザーとデザイナーをユーザーとデザイナーをユーザーとデザイナーをユーザーとデザイナーを紡紡紡紡ぐぐぐぐ


6

RED-CNP DesignRED-CNP Fabrication

Polymer DesignPolymer Synthesis

Surface Modification

Live Cell Imagingin vitro Imaging

Live Body Imagingin vivo Imagin

DesignerDesigner UserUser

POLYSCALE TECHNOLOGY

nmpm µµµµm mm m

ユーザーとデザイナーユーザーとデザイナーユーザーとデザイナーユーザーとデザイナーを紡ぐを紡ぐを紡ぐを紡ぐ


がん医療へ:医療と理工学を紡ぐ

がん医療基盤科学技術研究センター

2009-2014

国立国立国立国立がんセンターがんセンターがんセンターがんセンター

東病院東病院東病院東病院

Medicine

Science Engineering

Pharmacy

Medical

Prevention,

Diagnosis and

Treatment on

Cancer

東京理科東京理科東京理科東京理科大学総合研究機構大学総合研究機構大学総合研究機構大学総合研究機構

がんがんがんがん基盤科学技術研究基盤科学技術研究基盤科学技術研究基盤科学技術研究センターセンターセンターセンター

Center for Technologies against Cancer(CTC)

東京理科大学

国立

がん研究センター

東病院

Medicine

BiologySci. &

Eng.

伊藤雅昭

金子和弘

曽我公平

岸本英博小島l清嗣

藤井博史

横田秀夫

相川尚幸

National Cancer Center

Hospital East

School of Industrial Sci. & Tech.

RIBS, TUS

Members Internal Medicine

SurgeryDiagnostic Imaging

Medical Equipments

Signal Processing

Materials Engineering

Computational Science

Immunology

Visualization

and

Recognition

of Cancer

Supporting Members

Nagoya ZOKEI

University Digital Media DesignProf. Toshiyuki WATANABE

Digital Media DesignProf. Takahiko TOYAMA

RIKEN BioengineeringDr. Tamotsu ZAKO

平成21年度産業技術研究助成事業（若手研究グラント）「無機NIR発光体を用いた新規がん医療診断技術の開発」代表者Project Leader of “Development of New Imaging Technology forCancer Detection by using Inorganic NIR Phosphors.”

認識

• Supporting System for Diagnostic Imaging

３．３．３．３．Front End Processor for Diagnostic Imaging

Nat’l Cancer Center

Nagoya Zokei Univ.

Tokyo Univ. of Sci.藤井博史

ComplainProblem

Proposition

MedicineArt

Sci. and Eng.


Front End Processor for Diagnostic Imaging


Front End Processor for Diagnostic Imaging

登録番号特許第 5618129 号

出願日平成 22 年 2 月 26 日(2010.2.26)

登録日平成 26 年 9 月 26 日(2014.9.26)

発明者岸本英博相川直幸曽我公平

渡邊敏之外山貴彦

藤井博史梅田泉山口雅之

出願人学校法⼈東京理科⼤学

学校法人同朋学園名古屋造形大学

独⽴⾏政法⼈国⽴がん研究センター

発明の概要【課題】医師による医療画像診断において、異常部位を効率的に発⾒

できるように支援することができる。

【解決⼿段】画像圧縮処理部２２によって、複数種類の断層画像に対

して、圧縮処理を⾏った圧縮断層画像を⽣成する。特徴抽出部２６に

よって、圧縮断層画像を分割した分割領域の特徴を抽出する。異常判

定部２８によって、各断層の各分割領域について、異常箇所であるか

否かを判定し、パターン⽣成部３０によって、異常箇所のパターンを

各断層について生成する。アニメーション生成部３６によって、生成

されたパターンを圧縮断層画像上に重畳させた画像を、各断層につい

てタッチパネル１４に連続して表⽰させ、⼊⼒受付部３７によって、

ユーザからの⼊⼒を受け付ける。３Ｄダイヤグラム生成部３８によっ

て、⼊⼒を受け付けたときの断層に対応する圧縮断層画像と、異常判

定部２８による判定結果とを表わす３Ｄダイヤグラムを、タッチパネ

ル１４に表示させる。

【選択図】図１


ポリスケールテクノロジー研究センターで作ったイメージングシステムは……


SHIMADZU NIS OPT

OTN-NIR IFBI System

17Tokyo University of Science

Tokyo University of Science

東京理科大学総合研究院

イメージングフロンティアセンター

2015-2019年度平成27年度私立大学戦略的研究基盤形成支援事業「「「「極微小空間の極微小空間の極微小空間の極微小空間の温度・反応・力学特性を測定温度・反応・力学特性を測定温度・反応・力学特性を測定温度・反応・力学特性を測定する高度イメージング技術開発拠点する高度イメージング技術開発拠点する高度イメージング技術開発拠点する高度イメージング技術開発拠点の形成の形成の形成の形成」」」」


Fluorescence Biomedical Imaging

� Visualizing Biological Phenomena by

Labeling Targeting Substance with Phosphors

� Cellular Science and Engineering

� Biological Science

� Biotechnology

� Medicine

� Diagnosis

� Surgical Operation

The Nobel Prize in Chemistry 2008

“Glowing proteins – a guiding star for biochemistry”

Osamu Shimomura, Martin Chalfie, Roger Y. Tsien


Current Problems for Fluorescence Bioimaging

� Short Observation Time

due to Color Fading

� Shallow Observation Depth

due to Scattering

� Background

due to Auto Fluorescence

20J. Intra et al., J. Controlled Release 130 (2008) 129.

Use of UV

or VIS-High Quantum

Energy

- Short Wavelength

Near Infrared

(NIR)

2005


Over-1000-nm (OTN) NIR for Biomedical Imaging

21

Si-CCD InGaAs-CCD

300

200

100

0500 1000 1500 2000

Loss

Co

eff

icie

nt:

ln(

I/I 0

)(cm

-1)

Wavelength (nm)

Biological Window

OTN-NIR

(over-1000-nm NIR)

Currently Used

Window

ICG, Q-dot

Optical Loss of Human Skin [R. R. Anderson et al. (1981)]

VIS NIR

Total

Scattering

IR Abs.

2-3 mm

observation depth

OUR TARGET

2-3 cm

observation depth

Currently Used

Window


in vivo Imaging Forum

Sept. 2013, Tokyo

Tokyo University of Science


産官学を紡ぐ

蛍光蛍光蛍光蛍光

プローブプローブプローブプローブ

システムシステムシステムシステム

バイオバイオバイオバイオ

イメージイメージイメージイメージングングングング

生物工学科

応用生物学科

生命医科学研究所

国立がんセンター

機械工学科


理化学研究所

生命医科学研究所


理化学研究所

東北大学

筑波大学

プローブを作るプローブを作るプローブを作るプローブを作るプローブプローブプローブプローブを売るを売るを売るを売る

装置を作る装置を作る装置を作る装置を作る装置装置装置装置を売るを売るを売るを売る

プローブプローブプローブプローブをををを使使使使うううう装置装置装置装置をををを使使使使うううう

Materials Sci. and Eng.

Mechanical Eng.Biological and Medical Sci.

お問い合わせ先

東京理科大学研究戦略・産学連携センター吉野満昭e-mail [email protected]

ＴＥＬ 03－5228－7431 ＦＡＸ 03－5228－7442

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