准教授
小西 直樹

医用電子工学

研究紹介

レーザー散乱現象を利用した血流画像化

人間をはじめほとんどの生物には血液が流れており、これは生きていくために必要な栄養分や必要無くなった老廃物を排除するなど重要な役割があります。私たちの研究室では、病院などで病気の診断に役立てようと、血液の流れを画像化する技術の研究を主に行っています。この技術は、レーザー光を生体に照射したときの散乱光をTVカメラなどで検出し、コンピュータで解析を行い、図１のように血流マップと呼ばれている画像を測定するものです。
TVカメラで検出した画像にはスペックルと呼ばれる斑点模様しか見えませんが、これを画像解析する事で、血液の流れの大小を画像として観察することができます。またこの血流マップは、アニメーションのように心臓の拍動に応じて刻々と変化する血液の流れの様子を観察することができます。

図1 ヒトの網膜の血流マップ

この技術の特徴は、光を用いて測定しているため、直接目で見る事のできない血液の流れを、測定対象を傷つけることなく測定できる事です。この特徴を活かして頭皮や皮膚などの血流を測定する装置についても研究を行っており、病気だけでなく、人類の永遠のテーマともいえる育毛剤の研究やアレルギー反応の検査にも役立っています。これらの血流測定装置は、東京大学をはじめ、北は北海道から南は九州までと複数の大学病院や開業医、製薬メーカーにて共同研究の形で使用されており、近い将来製品として世の中にデビューするでことでしょう。
血流の画像化装置以外にも工場で作られるアルミニウム製品の表面の傷を定量的に検出する研究なども行っています。
私たちの研究室の最も大きな特徴は、画像をコンピュータに取り込む装置はもちろん、解析を行うコンピュータのソフトウェアまでこれらの測定装置を自ら製作している事です。これは結構大変な事で、電子・電気回路から組み込み型マイコンやパーソナルコンピュータのプログラミング、測定や解析に関する理論など様々な技術の集大成ともいえ、理論だけではなく装置を作るという「技（わざ）」ともいえる技術を身につけることができます。私たちの研究室を卒業し「技」を身につけた先輩たちは、企業に就職してからも即戦力として活躍していますし、自分で会社を起こした先輩もいます。

発表論文・著書・知的所有権など

• New Laser Speckle Flowgraphy System Using CCD Camera, Optical Review, 9, 163～169(2002)
• レーザースペックルフローグラフィーの時間分解能に関する検討,光学, 31, 39～43(2001)
• ＬＳＦＧにおける新しい血流解析手法, 視覚の科学, 20, 34-39(1999)
• Real-time Visualization of retinal microcirculation by laser flowgraphy, Optical Enginnering, 34,753-757(1995)