横井 直倫

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研究者氏名
横井 直倫
 
ヨコイ ナオミチ
所属
旭川工業高等専門学校
部署
機械システム工学科
職名
准教授
学位
工学修士(室蘭工業大学), 博士(工学)(室蘭工業大学)
科研費研究者番号
60353223

研究分野

 
 

経歴

 
2000年
 - 
2001年
日本学術振興会特別研究員
 
 
   
 
(室蘭工業大学機械システム工学科)
 
2002年
 - 
2004年
旭川工業高等専門学校 機械システム工学科 助手
 
2005年
 - 
現在
旭川工業高等専門学校 機械システム工学科 准教授
 

学歴

 
 
 - 
2000年
室蘭工業大学大学院 工学研究科 生産情報システム工学専攻
 
 
 - 
1995年
室蘭工業大学 工学部 機械システム工学科
 

委員歴

 
2010年4月
 - 
2017年3月
独立行政法人科学技術振興機構研究成果最適展開支援事業 専門委員
 
2011年4月
 - 
2017年3月
独立行政法人科学技術振興機構知財活用促進ハイウェイ評価委員会 外部専門委員
 
2015年4月
 - 
2017年3月
国立研究開発法人科学技術振興機構マッチングプランナープログラム 専門委員
 
2017年4月
 - 
現在
国立研究開発法人科学技術振興機構地域産学バリュープログラム 専門委員
 
2010年4月
 - 
2011年3月
日本機械学会北海道支部 第51期商議員(2010年度)
 
2010年4月
 - 
2011年3月
日本機械学会北海道支部 第51期拠点幹事(2010年度)
 
2015年4月
 - 
2016年3月
応用物理学会北海道支部 第54期支部幹事(2015年度)
 
2016年4月
 - 
2017年3月
応用物理学会北海道支部 第55期支部幹事(2016年度)
 
2017年4月
 - 
2018年3月
応用物理学会北海道支部 第56期支部幹事(2017年度)
 
2018年4月
 - 
現在
応用物理学会北海道支部 第57期支部幹事(2018年度)
 

受賞

 
2002年11月
日本光学会奨励賞
 
2003年2月
2002年度計測自動制御学会学術奨励賞 研究奨励賞
 
2015年3月
平成26年度旭川工業高等専門学校教員表彰 著作・発表賞
 
2015年3月
平成26年度旭川工業高等専門学校教員表彰 功労賞
 
2017年3月
平成28年度旭川工業高等専門学校教員表彰 著作・発表賞
 
2018年3月
平成29年度旭川工業高等専門学校教員表彰 功労賞
 

論文

 
N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
Journal of Biomedical Optics   24(3) 031018   2019年3月   [査読有り]
doi: 10.1117/1.JBO.24.3.031018
従来から, レーザー照射下の生体など特殊な状況下で観測されるスペックルパターンはフラクタル性を示す場合があることが知られている. 著者らはこれまでに, ラットの血流から得られるスペックルパターンに関して, フラクタル次元と血流速度の相関性を調べてきた. 本論文では, ウマ保存血液の凝固過程で観察されるスペックルパターンに関するフラクタル性を実験的に調べ, 凝固過程の進行に伴いフラクタル次元が特徴的な経時変化を示すことを明らかにした.
T. Yuasa, N. Yokoi, H. Funamizu, and Y. Aizu
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 10834, Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology, 108341S (7 September 2018, Janów Podlaski, Poland); doi: 10.1117/12.2319585   1-6   2018年9月   [査読有り]
レーザー光の照射を受けた生体において観測されるバイオスペックルを利用した血流可視化法が国内外の複数の研究グループにより開発されている. 著者らはこれまでに, 本手法を用いたヒトの血流と血液濃度変化の計測により, 両者の傾向が被験者の最高血圧値および最低血圧値と一定の相関関係を有することを示してきた. 本論文では, ヒトを対象として上腕血流抑制に伴う血流と血液濃度変化の計測実験を行い, 両者の血流抑制条件に対する応答を解析した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optical Review   25(3) 410-421   2018年5月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-017-0403-2
レーザー散乱光同士のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすことが従来から知られている. 著者らはこれまで, 静水中においてブラウン運動するナノ粒子挙動の制御について, 数値計算に基づきその特性を評価してきた. 本論文では, レーザー光散乱場の照明下にある流れ場におけるナノ粒子の移動経路をシミュレーションし, 粒子を捕捉し得る流速の上限やスペックルコントラスト等の条件を評価した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 10711, Biomedical Imaging and Sensing Conference, 107111V (24 April 2018, Yokohama, Japan); doi: 10.1117/12.2316721   1-3   2018年4月   [査読有り]
本発表者らはこれまでに, ラットの血流から得られるスペックルパターンに関して, フラクタル次元と血流速度の相関性を調べてきた. 本研究では, ウマ保存血液の凝固過程で観察されるスペックルパターンに関するフラクタル性を実験に基づき考察した. その結果, 血液凝固過程の進行に伴い, スペックルパターンのフラクタル性が向上することを確認することができた.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optical Review   25(1) 56-64   2018年1月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-017-0393-0
低コヒーレンススペックル干渉法において, 時間的に異なるスペックルパターン間の差分強度画像を得ることにより, 相対速度をコントラストで可視化できる可能性を実験で確認した. さらに, 本手法でスペックル変動を検出する際の解析に用いる画素単位と平均スペックル径の比をパラメータとして, スペックルコントラストの対速度特性とノイズ低減の可能性を数値計算と実験で評価した.
Fundamental study on blood flow imaging based on fractal dimension of biospeckles
N. Yokoi, Y. Aizu, and J. Uozumi
Extended Abstracts of the 24th Congress of International Commission for Optics (ICO-24) (Tokyo, Japan), P6-06      2017年8月   [査読有り]
従来から, レーザー光のランダムな干渉により発生するスペックルパターンはフラクタル性を有することが知られており, これに基づく眼球の傍中心窩における毛細血管網目構造の可視化等がこれまでに報告されている. 本研究では, 散乱体を含む流体からの動的なスペックルパターンに対してフラクタル解析を適用することにより, フラクタル次元と流速の相関の可能性を調べた. さらに, 擬似血流モデルならびにラットの血流を対象とした実験を実施し, フラクタル次元に基づく血流イメージングの基本的な可能性を確認した.
N. Yokoi, T. Shinohara, S. Okazaki, H. Funamizu, M. Kyoso, Y. Shimatani, T. Yuasa, and Y. Aizu
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 10411, Clinical and Preclinical Optical Diagnostics, 104110S (28 June 2017, Munich, Germany); doi: 10.1117/12.2283517   1-3   2017年6月   [査読有り]
本発表者らはこれまでに, 血流と血液濃度変化を同時に計測・解析可能なシステムを開発し, その有用性を示してきた. また, 光学系調整の煩雑さを改善するため, これまでにシングルモードファイバ付き半導体レーザー(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を導入してきた. 本研究ではこのシステムを用いて, ヒト上腕部締め付けに伴う血流およびヘモグロビン濃度変化の同時計測を行い, その応答の個人差を検討した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optics & Laser Technology   90 226-236   2017年5月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.optlastec.2016.11.016
著者らはこれまで, レーザースポットの照明下にあるナノサイズの単一粒子について, その移動経路を光学力に起因するトラップ剛性をパラメータとして数値シミュレーションし, スポットにより粒子を捕捉できる可能性を既に確認してきた. 本論文では, レーザー光散乱パターン下のナノ粒子移動経路をスポットやスペックルのサイズ及び光学力をパラメータとして数値シミュレーションし, 粒子の捕捉時間や捕捉領域範囲を定量解析した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 10251, Biomedical Imaging and Sensing Conference, 1025123 (18 April 2017, Yokohama, Japan); doi: 10.1117/12.2269420   1-2   2017年4月   [査読有り]
光散乱性物体からのレーザー散乱光同士のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, 微粒子に対し光学力を及ぼすことが従来から知られている. 本発表者らはこれまで, 静水中においてブラウン運動するナノ粒子挙動の制御について, 数値計算に基づきその特性を評価してきた. 本研究では, レーザー光散乱場の照明下にある流れ場におけるナノ粒子の移動経路をシミュレーションし, 粒子を捕捉し得る流速の上限やスペックルコントラスト等の条件を定量解析した.
N. Yokoi, T. Shinohara, H. Funamizu, M. Kyoso, Y. Shimatani, T. Yuasa, and Y. Aizu
Optical Review   24(2) 226-236   2017年3月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-016-0287-6
著者らは従来から血流と血液濃度変化を同時計測可能なシステムの研究を続け, その有用性を示してきたが, 光学系調整の煩雑さが問題であった. そこで本論文では, 光ファイバを利用した2波長のレーザー光の同軸照射を新規に光学系に導入し, 本光学系によりヒト上腕部締め付けに伴う血流と血液濃度変化の同時計測を行い,その応答の個人差を定量解析した.
Numerical study on control of motion of nanoparticles in a flow using scattering field of laser light
N. Yokoi and Y. Aizu
Program & abstracts of the Asian Conference on Nanoscience & Nanotechnology 2016 (AsiaNANO 2016) (Sapporo, Japan), 1P-014      2016年10月   [査読有り]
光拡散性物体によるレーザー散乱光のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすことが従来から知られている. 本発表者らはこれまで, 静水中においてブラウン運動するナノ粒子挙動の制御について, 数値計算に基づきその特性を評価してきた. そこで本研究では, レーザー光散乱場の照明下にある流れ場におけるナノ粒子の移動経路をシミュレーションし, 粒子を捕捉し得る流速の上限やスペックルコントラスト等の条件を評価した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Measurement   91 342-350   2016年9月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.measurement.2016.05.066
本論文では, 速度が未知の血流に対してビデオレートで撮影したバイオスペックル画像列の強度変動率に基づき, 低速および高速のスペックル変動に対応可能な血流パラメータであるTCFとITCFを選択適用できる新規な手法を提案し, 運動速度が既知のすりガラスモデルおよびヒトの手首や手指の血流を対象とした実験により, その有効性を確認した.
Simultaneous imaging of blood flow and blood concentration change using laser speckle in fiber illumination
T. Shinohara, N. Yokoi, H. Funamizu, T. Yuasa, and Y. Aizu
Conference Proceeding of the 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference (BISC’16) (Yokohama, Japan), BISCp6-29      2016年5月   [査読有り]
本研究では, SMF-LDによる2波長のレーザー光同軸照射を導入した血流と血液濃度変化の同時イメージング法において, 複数の被験者を対象として上腕部の締付けによる圧迫に起因する血流速度と血液濃度の変化を同時に定量評価し, 締付けにより血流速度は低下, 血液濃度は上昇することを確認した. 以上の結果は, 従来の医学的見地に適ったものである.
Estimation of stress condition based on autonomic nervous function by bio-speckle imaging
N. Yokoi, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
Conference Proceeding of the 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference (BISC’16) (Yokohama, Japan), BISCp6-28      2016年5月   [査読有り]
本研究では, バイオスペックルを利用した血流可視化法において, フレーム毎に血流分布をコントラストで画像化する評価パラメータRSDに基づき脈波データを検出し, これに心理的刺激を検知するパラメータである自律神経機能指標(LF/HF)を適用することにより, 緊張や興奮等に起因して発生するストレス状態を定量評価する可能性を検討した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optics & Laser Technology   78(Part B) 106-114   2016年4月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.optlastec.2015.10.015
本論文では, バイオスペックル(レーザーを生体に照射した時に観測される斑点状の光強度パターン)に基づく血流可視化法において, 将来的な血液濃度分析を考慮して近赤外域の2波長のレーザーを利用し, 豚肉とウマ血液で作製した生体擬似モデルを対象として光侵達度と動的スペックルの応答性を考察すると共に, ヒト手首の静脈を対象とした血流イメージングを行い, 波長による速度検出特性を定量評価した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optical Review   22(2) 365-373   2015年4月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-015-0039-z
本論文では, 生体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるバイオスペックルの時系列画像の空間相関を利用して, 血流領域の深さと血流速度を一つの光学系で同時計測する手法を新規に提案した.
Fundamental study on control of motion of nanoparticles using scattering filed of laser light
N. Yokoi and Y. Aizu
Proceedings of the 5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics (APBP’15) (Yokohama, Japan), APBPp2-14      2015年4月   [査読有り]
レーザー光による純水中においてブラウン運動するナノ粒子の挙動制御について, レーザー光のランダムな干渉により発生する粒状強度分布であるスペックルのサイズを調整することにより, 捕捉領域のサイズを制御できる可能性があることを数値計算で確認した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Measurement   59 51-62   2015年1月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.measurement.2014.09.040
本論文では, レーザードップラー法に基づき検出されるデュアルバースト状ドップラービート信号の位相と強度に関する情報から, 粒子の直径と吸収係数を一つの光学系で同時計測する手法を提案し, 数値計算ならびに実験によりその有効性を確認した.
N. Yokoi, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
Optics & Laser Technology   64 352-362   2014年12月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.optlastec.2014.06.007
生体からのレーザー散乱光の強度情報に基づき血流と血液濃度変化を同時計測できる手法を新規に提案し, ラットを対象とした実験でその有効性を確認した.
Numerical considerations on measurements of light-absorbing particles using polarized-type phase Doppler method
N. Yokoi and Y. Aizu
Book of Extended Abstracts of the 10th International Conference Series on Laser-light and Interactions with Particles (LIP2014) (Marseille, France), PC-18   1-2   2014年8月   [査読有り]
ISBN: 978-2-954-80800-0
レーザードップラー速度計測法の原理に基づき検出されるドップラービート信号の位相ならびに強度に関する情報から, ミクロンサイズの粒子の直径と吸収係数を同時計測する手法を提案し, ビート信号検出において最適な光検出器配置角等の条件を一般化Lorenz-Mie理論(GLMT)に基づく数値計算に基づき評価した.
N. Yokoi, J. Sato, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
Optical Review   21(3) 345-352   2014年5月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-014-0052-7
生体からのレーザー散乱光により発生するバイオスペックルの空間差分値から血流を可視化する手法を提案し, ヒトとラットを対象とした実験でその有効性を確認した.
Study on depth measurement of a blood flow region based on speckle correlation
N. Yokoi and Y. Aizu
Proceedings of the Biomedical Imaging and Sensing Conference 2014 (BISC’14) (Yokohama, Japan), BISCp3-20      2014年4月   [査読有り]
本研究では, 生体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるバイオスペックルの空間的な非相関係数を利用して, 皮膚表層からの血流領域の深さを計測する手法を新規に提案し, シリコーンとすりガラスを用いたモデルならびにヒトの手指を対象とした実験によりその有効性を確認した.
N. Yokoi, T. Maeda, Y. Shimatani, H. Funamizu, and Y. Aizu
Optics and Lasers in Engineering   52 156-166   2014年1月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.optlaseng.2013.06.016
レーザースペックルの画像計測に基づいた血流速度分布の可視化において, 従来から問題となっていた測定条件の影響による誤差を回避できる新たな血流評価値を考案し, 実験によりその有効性を確認した.
Improvement of image processing method in imaging of blood flow and blood concentration change using near infrared bio-speckles
N. Yokoi, J. Sato, M. Kyoso, Y. Shimatani, H. Funamizu, and Y. Aizu
Proceedings of the International Conference on Experimental Mechanics 2013 and the 12th Asian Conference on Experimental Mechanics (Bangkok, Thailand)   15   2013年11月   [査読有り]
近赤外域のレーザー照射の下で観測されるバイオスペックル利用した血流と血液濃度変化の同時計測において, スペックル画像の時間平均ならびに空間平均に基づき残留スペックルノイズを低減できる新規な手法を開発した.
Arterial blood flow measurements in human and rat by laser speckle
J. Sato, Y. Shimatani, M. Kyoso, N. Yokoi, H. Funamizu, and Y. Aizu
Technical digest of the 10th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE’13) (Utsunomiya, Japan)   31-32   2013年9月   [査読有り]
バイオスペックルの画像処理に基づいた血流速度分布の可視化において, 従来から問題となっていた測定条件の影響による誤差を画像処理に基づき回避できる新たな血流評価値を考案し, 実験によりその有効性を確認した.
N. Yokoi, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 8798, Clinical and Biomedical Spectroscopy and Imaging III, 87980W (18 June 2013, Munich, Germany); doi: 10.1117/12.2032445   1-9   2013年6月   [査読有り]
生体組織への近赤外域のレーザー照射の下で観測されるバイオスペックル利用した血液濃度変化計測において, スペックル画像の空間移動平均を利用した画像処理によるスペックルノイズ低減に基づく時間分解能の改善に関する検討を行った.
Measurements of blood flow and hemoglobin concentration change in anesthetized rat using two-wavelength laser speckle imaging
N. Yokoi, Y. Shimatani, and Y. Aizu
Technical digest of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2011 (CLEO2011) (Baltimore, USA) (CD-ROM), CMN1      2011年5月   [査読有り]
ISBN: 978-1-557-52910-7
麻酔下ラットを対象として, 2波長のレーザー照射の下で観測されるバイオスペックルから血流とヘモグロビン濃度変化を同時計測できることを確認した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optical Review   17(3) 230-238   2010年5月   [査読有り]
doi: 10.1007/s10043-010-0041-4
バイオスペックルを利用した生体血流の可視化において, スペックル画像の空間差分に基づく新規な血流評価値を考案し, ラットと生体を対象とした実験により, 撮影機器のフレームレートで血流速度を可視化できることを確認した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Measurement   42(9) 1352-1362   2009年11月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.measurement.2009.04.011
位相ドップラー粒子計測法において, 従来の手法ではビート信号位相差から粒子径のみを計測していたのに対し, 本論文においては新たにビート信号位相比から粒子屈折率, またビート信号強度から吸収係数も同時に計測できる新規な手法を提案し, 標準ポリスチレン粒子とブラックインク液滴を対象とした実験により本手法の有効性を確認した.
Method for simultaneous imaging of blood flow and concentration change in skin tissue using bio-speckle patterns (Invited)
Y. Aizu, T. Hirata, T. Maeda, I. Nishidate, and N. Yokoi
Technical digest of the 8th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE'09) (Tokyo, Japan)   25-26   2009年9月   [査読有り][招待有り]
バイオスペックルに基づき血流と血液濃度変化を同時計測できる手法を新規に提案し, ヒト血流を対象とした実験で有効性を確認した.
Improvement of image quality in bio-speckle blood flow imaging
N. Yokoi and Y. Aizu
Technical digest of the 8th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE'09) (Tokyo, Japan)   127-128   2009年9月   [査読有り]
レーザースペックルの画像計測に基づく血流可視化において, 従来から問題であった照明光のむらによるスペックるコントラストの変化に起因した誤差を回避できる血流評価値を考案し, 実験でその有効性を確認した.
Laser speckle imaging system for simultaneous analysis of blood flow and concentrations in human tissue
T. Hirata, K. Tani, T. Maeda, I. Nishidate, Y. Aizu, and N. Yokoi
Technical digest of the 8th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE'09) (Tokyo, Japan)   129-130   2009年9月   [査読有り]
生体からのレーザー散乱光の強度情報に基づき, 血流と血液濃度変化を同時計測できる手法を新規に提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
Experimental study on estimation parameters in bio-speckle blood flow imaging
Y. Aizu, T. Maeda, I. Nishidate, and N. Yokoi
Technical digest of the 8th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE'09) (Tokyo, Japan)   194-195   2009年9月   [査読有り]
バイオスペックルを利用した血流可視化において, スペックルコントラストに基づいた新規な血流評価値を提案し, ヒトの皮膚血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
Y. Aizu, T. Hirata, T. Maeda, I. Nishidate, and N. Yokoi
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 7371, Novel Optical Instrumentation for Biomedical Applications IV, 73711D (9 July 2009, Munich, Germany); doi: 10.1117/12.831748   1-7   2009年7月   [査読有り]
バイオスペックルを利用した血流とヘモグロビン濃度変化の同時計測法を提案し, ヒトの皮膚血流を対象とした実験で有効性を確認した.
N. Yokoi and Y. Aizu
Optics & Laser Technology   40(1) 52-57   2008年2月   [査読有り]
doi: 10.1016/j.optlastec.2007.03.012
本論文では, 低コヒーレンス干渉法に基づき検出される動的スペックルの時間差分を利用して, 懸濁媒質の後方に存在する光拡散性物体の相対速度を奥行き方向に断層計測して可視化できる新規な手法を考案し, すりガラスモデルを対象とした実験により本手法の有効性を確認した.
Velocity sensing characteristics of speckle images produced by two moving plates in layers using low-coherence speckle interferometry (Invited)
N. Yokoi and Y. Aizu
Technical digest of the 6th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE'05)   17   2005年9月   [査読有り][招待有り]
低コヒーレンススペックル干渉法に基づき, 懸濁媒質内の物体の速度を奥行き方向に断層計測できる新規な手法を考案し, モデル実験でその有効性を確認した.
Theoretical study of dual burst LDV technique for measurements of the particle velocity, size, and absorption coefficient
N. Yokoi and Y. Aizu
Abstracts for the 7th International Congress on Optical Particle Characterization (OPIC2004)   46   2004年8月   [査読有り]
レーザードップラー法(LDV)に基づき検出されるドップラービート信号の強度情報から, 粒子の直径, 屈折率, 吸収係数を同時計測する手法を新規に提案した.
Image processing of dynamic speckle patterns for effective velocity sensing
N. Yokoi and Y. Aizu
Proceedings of SICE -The Society of Instrument and Control Engineers Annual Conference 2004 in Sapporo (SICE2004)   1534-1539   2004年8月   [査読有り]
ISBN: 978-4-907-76422-7
時系列のスペックルパターン間の時間差分強度画像を得ることにより, 相対速度をコントラストで可視化できる可能性を実験で確認した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 4829, 19th Congress of the International Commission for Optics: Optics for the Quality of Life, (19 November 2003); doi: 10.1117/12.530080   853-854   2003年11月   [査読有り]
レーザードップラー法で検出されるデュアルバースト信号の強度情報から, 粒子の直径, 屈折率, 吸収係数を同時計測する手法を新規に提案した.
Estimation of hemoglobin in a local blood layer under the skin tissue on the basis of VIS-NIR reflectance spectra: investigation by computer simulation
I. Nishidate, N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of the 7th Conference of the International Society on Optics Within Life Science (OWLS VII)   42   2002年9月   [査読有り]
皮膚下の局所血液層におけるヘモグロビン濃度は, 皮膚組織内生理・代謝情報の計測において重要なパラメータである. 本研究では, ヘモグロビンの等吸収点波長で撮影した皮膚の反射率画像から皮膚組織内部におけるヘモグロビン濃度を計測する方法を提案し, 数値計算でその特性を調べた.
Depth-resolved speckle imaging of moving objects embedded in scattering media using low-coherence interferometry
N. Yokoi, I. Nishidate, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of the 7th Conference of the International Society on Optics Within Life Science (OWLS VII)   32   2002年9月   [査読有り]
低コヒーレンススペックル干渉法に基づき, 懸濁媒質内にある物体の速度を奥行き方向に断層分解計測できる新規な手法を考案し, すりガラスを用いたモデル実験でその有効性を確認した.
Speckle imaging of moving objects hidden by turbid media using low-coherence interferometry
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of SICE -The Society of Instrument and Control Engineers Annual Conference 2002 in Osaka   1405-1410   2002年8月   [査読有り]
ISBN: 978-4-907-76419-7
低コヒーレンススペックル干渉法に基づき, 懸濁媒質内に存在する運動物体の位置と深さを特定できる新規な手法を考案し, モデル実験でその有効性を確認した.
Y. Aizu, I. Nishidate, N. Yokoi, T. Yuasa, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 4317, Second International Conference on Experimental Mechanics, (13 June 2001); doi: 10.1117/12.429623   475-480   2001年6月   [査読有り]
本研究では, 物体表面から見た皮膚の色彩情報を手がかりに生体組織内の血液情報を計測する手法について, 皮膚組織モデルおよび実際のヒト皮膚についての分光反射率データの取得, およびCIExy色度図による解析を実施し, 色彩情報を用いた分光スペクトル解析法の有効性を検討した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 4317, Second International Conference on Experimental Mechanics, (13 June 2001); doi: 10.1117/12.429607   386-391   2001年6月   [査読有り]
位相ドップラー粒子計測において, 著者らが提案した偏光分離方式のビ-ト信号位相検出法を拡張し, 粒子の屈折率を粒子速度, 粒子径と同時に測定する手法を新たに提案した.
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
日本機械学会論文集   67(658) 1422-1429   2001年6月   [査読有り]
doi: 10.1299/kikaib.67.1422
位相ドップラー粒子計測において, 著者らが提案した偏光分離方式のビ-ト信号位相検出法を拡張し, 粒子の屈折率を粒子速度, 粒子径と同時に測定する手法を新たに提案した. 理論解析により計算式を導出し, Mie散乱理論で信号位相対屈折率の特性を予め数値評価し, 最適光学系条件を選定した. さらに, 屈折率が既知の標準粒子を用いて実験を行い, 提案手法の有用性を確認した.
ドップラービート信号にLambert-Beer則を適用した単一運動粒子の吸収係数測定法
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
光学(日本光学会誌)   30(6) 386-394   2001年6月   [査読有り]
ISSN: 0389-6625
運動する光吸収性粒子の直径, 速度と同時に吸収係数を計測する新規な偏光分離型位相ドップラー法を提案した. 吸収係数は, 1つのドップラー信号内で, 粒子飛跡効果により時間ずれした反射光と屈折光の強度比から決定される. 本論文ではまず, 本方法の原理を示した上で, 吸収係数の測定精度ならびに感度に関する数値的な考察を幾何光学近似と一般化Lorenz-Mie理論により行った. 実験結果により, 提案手法が運動液滴の吸収係数測定に有効なことが確認された.
I. Nishidate, Y. Aizu, N. Yokoi, T. Yuasa, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 4416, Optical Engineering for Sensing and Nanotechnology (ICOSN 2001), (8 May 2001); doi: 10.1117/12.427089   380-383   2001年5月   [査読有り]
本研究では, 物体表面から見た皮膚の色彩情報を手がかりに生体組織内の血液情報を計測する手法について, 皮膚組織モデルおよび実際のヒト皮膚についての分光反射率データの取得, およびCIExy色度図による解析を実施し, 色彩情報を用いた分光スペクトル解析法の有効性を検討した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Applied Optics   40(7) 1049-1064   2001年3月   [査読有り]
doi: 10.1364/AO.40.001049
従来の位相ドップラー法は, 同一粒子散乱光を異なる2方向で同時検出するため, 光学系調整に熟練を要する問題があった. 本研究では, 単一散乱方向の検出だけで粒子径を決定できる新規な位相ドップラ-法の原理と光学系を提案した. 粒子径は単一散乱方向内の反射光と屈折光間のビ-ト信号位相差から算出する. 幾何光学近似とMie散乱理論により反射光と屈折光間の分離特性を評価・考察し, 標準粒子による実験で有用性を確認した.
横井直倫
室蘭工業大学      2000年3月   [査読有り]
doi: 10.11501/3168057
位相ドップラー法とは, レーザードップラー速度計のビート信号位相から粒子径を得る方法であり, 移動粒子の速度と直径を同時計測できる特徴がある. 本論文では, 従来の位相ドップラー法が有する粒径測定誤差や, 検出器調整の問題を解決する新しい偏光分離型計測法に関する研究を行った.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Optical Engineering   38(11) 1869-1882   1999年11月   [査読有り]
doi: 10.1117/1.602238
従来の位相ドップラー法が有する飛跡依存誤差の発生機構を解明し, 様々な粒子屈折率と光学系条件に対し誤差の定量解析を行い, 最適測定条件の提言を行った. これは光学専門外の研究者が現場で利用する際などに極めて便利である. また誤差の低減を目的とした偏光検出光学系を採用し, 原理的な改善方法を検討した. 幾何光学近似並びにMie散乱理論による数値計算で改善特性の評価を行い, 標準粒子による実験でその有用性を確認した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Society for Optics and Photonics 3749, 18th Congress of the International Commission for Optics, (19 July 1999); doi: 10.1117/12.354835   460-461   1999年7月   [査読有り]
従来の標準的な位相ドップラー粒子計測法で問題視されてきた粒子径誤認の問題を解決するため, 新規に偏光を利用した原理的な改善方法を提案した.
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Proceedings of the 16th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, IEEE Catalog number: 99CH36309; doi: 10.1109/IMTC.1999.776026   1352-1357   1999年5月   [査読有り]
本研究では, 単一散乱方向における反射光と屈折光間の分離特性を評価・考察し, 標準粒子による実験で有用性を確認した.
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
計測自動制御学会論文集   35(1) 10-16   1999年1月   [査読有り]
doi: 10.9746/sicetr1965.35.10
従来の標準的な位相ドップラー粒子計測法で問題視されてきた粒子径誤認の問題を解決するため, 新規に偏光を利用した原理的な改善方法を提案した. 粒子径誤認が粒子からの反射光と屈折光の干渉によっていることに着目し, 偏光角度を適切に選択することで両光成分を分離する光学系を採用し, 最適分離偏光角を幾何光学近似並びにMie散乱理論により数値計算で求めた. 標準粒子による実験でその有用性を確認した.
Uni-directional phase Doppler method
Y. Aizu, N. Yokoi, and H. Mishina
Proceedings of the 5th International Congress on Optical Particle Sizing   287-290   1998年8月   [査読有り]
単一散乱方向の検出だけで粒子径を決定できる新規な位相ドップラー法の原理と光学系を提案し, 標準ポリスチレン粒子を対象とした実験によりその有用性を確認した.
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
計測自動制御学会論文集   34(7) 719-725   1998年7月   [査読有り]
doi: 10.9746/sicetr1965.34.719
一般的な位相ドップラー粒子径計測法が有する位相変動誤差を粒子の飛跡に依存した誤差と解釈し, 測定ビーム径と被測定粒子径との関係により, 誤差が大きく左右されることを理論解析とコンピューターシミュレーションにより明らかにした. これより, 誤差を一定レベル以下に保って計測するための最適光学系条件を見出し, 一覧リストとして整理した. これは, 現場での一般利用者にとって有益な情報と成り得る.
Numerical study of the phase fluctuation in the two-beam interferometric particle sizing
N. Yokoi, Y. Aizu, and H. Mishina
Technical digest of the Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Pacific Rim '97), IEEE Catalog number: 97TH8275, Library of Congress: 97-70754   273   1997年7月   [査読有り]
ISBN: 978-0-780-33889-8 (Softbound Edition)
位相ドップラー粒子径計測法が有する誤差を粒子の飛跡に依存した誤差と解釈し, 測定ビーム径と被測定粒子径との関係に誤差が大きく影響されることを理論解析と数値計算により明らかにした.
位相ドップラー法におけるガウスビーム効果の幾何光学的研究(学位論文(修士))
横井直倫
室蘭工業大学      1997年3月   [査読有り]
位相ドップラー法は移動粒子の速度と直径を同時に測定できるといった非常に有用な光学的粒子計測技術の一つであるが, その一方で粒子の大きさや飛跡に依存して測定誤差を生ずる, いわゆるガウスビーム効果と呼ばれる問題点を抱えており, その解決が重要視されていた. 本研究では, ガウスビーム効果を定量的に考察するとともに, その解決法についても検討した.
Y. Aizu, N. Yokoi, and H. Mishina
Proceedings of SPIE -The International Commission for Optics: Optics for Science and New Technology, 2778FP (1 September 1996); doi: 10.1117/12.2316254   1157-1158   1996年8月   [査読有り]
位相ドップラー粒子径計測法における飛跡依存誤差について, 測定ビーム径と被測定粒子径との関係を粒子屈折率をパラメータとして数値計算により定量評価した.

Misc

 
2017年日本の光学研究 - 血流と血液濃度変化の可視化-
横井直倫
光学(日本光学会誌)   47(6) 261   2018年6月   [依頼有り]
ISSN: 0389-6625
光学分野における2017年度のハイライト研究として, 著者を筆頭とする研究グループが当該年度に実施した研究内容を報告した.
創立60周年記念小特集 奨励賞受賞者からのメッセージ - 日本光学会創立60周年に寄せて
横井直倫
光学(日本光学会誌)   41(4) 197   2012年4月   [依頼有り]
ISSN: 0389-6625
日本光学会の創立60周年にあたり, 著者のこれまでの研究活動と日本光学会の関わり合いに関する内容の寄稿文を提供した.
2008年光学界の進展 1. 光物理
横井直倫
光学(日本光学会誌)   38(4) 175-176   2009年4月   [依頼有り]
ISSN: 0389-6625
2008年度の日本光学会における光物理分野の研究進展状況に関する解説を行った.
The 7th International Congress on Optical Particle Characterization (OPC2004) セッション報告(2) -ポスターセッション-
横井直倫
微粒化(日本液体微粒化学会誌)   13(43) 41-42   2004年   [依頼有り]
ISSN: 1341-6022
2004年度に京都府京都市で開催された微粒子計測に関する国際会議「Optical Particle Characterization 2004」におけるポスターセッションの講演に関する解説を行った.

書籍等出版物

 
Handbook of Optical Biomedical Diagnostics, Second Edition
N. Yokoi (担当:共著, 範囲:Vol. 2, Chap. 6, pp. 309-384)
SPIE Press   2016年10月   ISBN:978-1-628-41913-9
本書は, 生体医用光学に携わる世界各国の主要な研究グループに属する60名以上の研究者らによる研究成果を纏めたものである. 主な内容としては, 光と生体組織の相互作用, 生体組織の分光イメージングのための周波数領域技術, 生体組織の解析を目的とした散乱・蛍光・近赤外フーリエ変換分光に基づく技術, および生体内流れと生体組織の超解像度モニタリングのためのコヒーレント領域法などが挙げられる.
皮膚の測定・評価法バイブル
横井直倫 (担当:共著, 範囲:pp. 255-261)
技術情報協会   2013年5月   ISBN:978-4-861-04480-9
皮膚は身体の内的環境が, 絶えず変化する外的環境と接する身体のインターフェースとみなすことができる. 外部の様々なストレス因子に誘導された生体の反応は, 皮膚組織の代謝へも影響を及ぼすことから, 様々な皮膚代謝計測法がこれらの影響度の定量評価に利用できる可能性がある. 本書は, 国内の200名余りの研究者らによる種々の皮膚の測定および評価法を纏めたものである.

講演・口頭発表等

 
ロボットアーム型皮膚血流計測のための画像解析高速化の試み
中山颯太, 湯浅友典, 船水英希, 横井直倫, 相津佳永
第66回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 11a-PA3-1   2019年3月11日   応用物理学会
本発表者らはこれまで, ロボットアームにより生体の測定部位に対して常時最適な位置に計測位置を追従させ, レーザーを生体に照射した時に観測される斑点状模様であるスペックルを利用して血流情報を取得するシステムを構築してきた. 本研究では, 本方法において血流画像を実時間で取得するために必要とされる, スペックルパターンの画像処理の高速化を試みた.
バイオフィルムの画像計測における形成手法の検討
落合貴士, 湯浅友典, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
第66回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 11a-PA3-2   2019年3月11日   応用物理学会
バイオフィルムは, 細菌の活動によって材料表面に形成される不均一な膜状物質である. 水浄化システム等ではバイオフィルムが配管の汚染, 劣化, 腐食等の問題を引き起こす原因の一つであることから, その形成状態を適切に計測するシステムが求められている. 本発表者らは, 生体血流計測や表面形状計測に応用されるレーザースペックル法を用いてバイオフィルムの形成状態を計測する手法の開発を進めている. そこで本研究では, バイオフィルムを安定的に形成するための実験系および実験条件に関する検討を試みた.
バイオスペックル血流可視化法における血流評価値の特性評価
横井直倫, 相津佳永
第54回応用物理学会北海道支部/第15回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.35   2019年1月5日   応用物理学会北海道支部
レーザーを生体組織に照射し, その反射散乱光により形成されるバイオスペックルの諸特性に基づき血流分布を可視化する方法が幾つか報告されている. 本発表者らはこれまでに, スペックル画像1枚毎に血流評価値を解析できるRSD値を提案し, 近赤外域のレーザー光により, ヒトの手首や指, あるいはラットの総頸動脈を対象として血流イメージングを行ってきた. 本研究では, すりガラスモデルとヒト手首の動脈を対象として, RSD値の対速度特性をスペックルサイズや解析単位サイズをパラメータとして実験的に評価した.
バイオスペックルのフラクタル次元を利用した血流解析に関する基礎的検討
横井直倫, 相津佳永, 魚住純
第62回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.29-36   2018年12月4日   応用物理学会
レーザー光照射下の生体など特殊な状況下で観測されるスペックルパターンはフラクタル性を示す場合があることが従来から知られている. 本発表者らはこれまでに, 散乱体として赤色の顔料粒子を含む流体からの動的なスペックルパターンに対してフラクタル解析を適用することにより, フラクタル次元と流速の相関の可能性を調べてきた. 本研究では, 擬似血流モデルおよび麻酔下にあるラットの総頸動脈の血流を対象とした実験に基づき, フラクタル次元に基づく血流イメージングの可能性を検討した.
ヒト上腕部カフ圧迫時の指先におけるレーザースペックル血流・血液濃度変化計測
宍戸悠亮, 湯浅友典, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
2018年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2018) 講演予稿集, 論文番号31pP2   2018年10月31日   日本光学会
本発表者らはこれまでに, 血流と血液濃度変化を同時に計測・解析可能なシステムの研究を続け, 特にカフ圧迫時における血液濃度変化の傾向が被験者の最高血圧値と関係している可能性を示してきた. 本研究では, 最小圧迫値を50mmHgとした場合の血流・血液濃度変化の同時計測を実施し, 最低血圧値付近や最高血圧値が低い被験者の血流・血液濃度変化の傾向を新たに調べることにより, 低圧迫値において従来のレーザースペックル血流計を用いて計測が可能かどうかを確認した.
ランダムレーザー媒質作製に向けた光学的な微粒子制御に関する基礎的検討
横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集, 30am3-PN-33   2018年10月30日   日本機械学会
光拡散性物体によるレーザー散乱光のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, 微粒子に対して光学力を及ぼすことが従来から知られている. 本研究では, ランダムレーザーに用いる光増幅媒質の作製への応用を目的として, 複数のスペックルの照射下にある光硬化性樹脂中における微粒子の移動経路をシミュレーションし, その制御の可能性を検討した.
ランダムレーザー媒質作製のための微粒子制御: 数値シミュレーションによる特性評価
横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
第61回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.129-136   2018年6月13日   応用物理学会
本発表者らはこれまで, スペックルパターンを模擬したスペックル粒子の照明下にある複数の微粒子について, それらの移動経路を放射照度や粒子直径などをパラメータとして数値シミュレーションし, スペックル粒子により複数の微粒子を並列に捕捉できる可能性を既に確認している. そこで今回, ランダムレーザーに用いる光増幅媒質の作製への応用を目的として, スペックル粒子の照射下にある光硬化性樹脂中における微粒子の移動経路をシミュレーションし, その制御の可能性を検討した.
ランダムレーザー媒質作製のための微粒子制御に関する基礎的検討
横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
第65回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.20p-P1-8   2018年3月20日   応用物理学会
従来から, 光拡散性物体によるレーザー散乱光の干渉で生じるスペックルパターンはレイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼす事が知られており, 本発表者らはこれに基づく静水中及び流れ場における微粒子挙動の制御特性を数値計算に基づき評価してきた. 今回, ランダムレーザーに用いる増幅媒質の作製への応用を目的として, レーザーの照射下にある光硬化性樹脂中における微粒子の移動経路をシミュレーションし, その制御の可能性を検討した.
ランダムレーザー媒質作製への応用を目指した三次元微粒子制御:数値計算による特性考察
横井直倫, 岡本卓, 相津佳永
第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.56   2018年1月6日   応用物理学会北海道支部
本発表者らはこれまで、スペックルパターンを模擬したスペックル粒子の照明下にある複数の微粒子について, それらの移動経路を放射照度や粒子直径などをパラメータとして数値シミュレーションし, スペックル粒子により複数の微粒子を並列に捕捉できる可能性を既に確認している. 本研究では, ランダムレーザーに用いる光増幅媒質の作製への応用を目的として, スペックル粒子の照射下にある光硬化性樹脂中における微粒子の移動経路をシミュレーションし, その制御の可能性を検討した.
ロボットアームを用いた血流計測の撮影条件に関する検討
宍戸悠亮, 田中祥平, 岡崎隼也, 横井直倫, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.69   2018年1月6日   応用物理学会北海道支部
本発表者らはこれまで, ロボットアームを用いることで生体の測定部位に対して常時最適な位置に計測位置を追従させ, レーザーを生体に照射した時に観測される斑点状模様であるスペックルを利用して血流情報を取得できるシステムを構築してきた. そこで本研究では, 各種環境下において血流画像を安定して取得できる撮影条件について検討を行った. その結果, 拍動計測を安定して行うにあたり最適なレーザー出力や光の照射方向などの条件が明らかとなった.
レーザー光散乱場によるナノ粒子のトラッピング: 流れ場における特性評価
横井直倫, 相津佳永
第60回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.125-132   2017年12月6日   応用物理学会
本研究では, まずSalt-and-pepperノイズや格子状パターンが重畳したスペックルパターンの照明下におけるナノ粒子の移動軌跡を計算し, 粒子の捕捉効率が両者の影響により低下することを確認した. さらに, 擬似ランダムパターンにより発生させた流れの向きと逆方向に運動するスペックルパターンの照明下におけるナノ粒子の移動軌跡を計算し, 流れ場の内部においてスペックルにより粒子を捕捉しながらその位置を制御できる可能性があることを確認した.
レーザー光散乱場におけるナノ粒子挙動の可視化と制御特性の評価
横井直倫, 相津佳永
可視化情報学会全国講演会(室蘭2017)論文集, OS1-1-3   2017年11月3日   可視化情報学会
本研究では, まず擬似ランダムパターンにより発生させた静止するスペックルパターンの照明下にある流れ場におけるナノ粒子の移動経路を計算し, スペックルサイズや放射照度を適切に設定すれば, 流れ場の内部において粒子を捕捉できる可能性があることを確認した. さらに, 流れの向きと逆方向に運動するスペックルパターンの照明下におけるナノ粒子の移動経路を計算し, 流れ場の中でスペックルにより粒子を捕捉しながらその位置を制御できる可能性があることを確認した.
スペックル血流・血液濃度変化イメージング:皮膚血流抑制条件に対する応答解析
横井直倫, 岡崎隼也, 京相昌樹, 島谷祐一, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
レーザー学会第507回研究会報告, pp.21-26   2017年8月4日   レーザー学会
本研究では, まずスペックルパターンのブレ率に対応する血流評価値であるSBRに基づき血流速度を解析し, 被験者の最高血圧値とカフ圧迫値の相対的な大小関係が血流速度の皮膚血流抑制条件に対する応答に深く関与している可能性が高いことを確認した. さらに, 2波長のスペックルパターンに基づき血液濃度変化を計測し, 被験者の血圧計測データを説明変数とした主成分分析を実施することにより, 血液濃度変化が被験者の最高血圧値に深く関連することを確認した.
バイオスペックルによる皮膚血流・血液濃度変化イメージング: 上腕血流抑制に対する応答の解析
横井直倫, 岡崎隼也, 篠原智美, 京相昌樹, 島谷祐一, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第59回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.13-20   2017年6月6日   応用物理学会
レーザー光の照射を受けた生体において観測されるバイオスペックルを利用した血流可視化法が国内外の複数の研究グループにより開発されている. 本発表者らはこれまでに, 本手法を用いたヒトの血流と血液濃度変化の計測により, 両者の傾向が被験者の最高血圧値および最低血圧値と一定の相関関係を有することを示してきた. 本研究では, ヒトを対象として上腕血流抑制に伴う血流と血液濃度変化の計測実験を行い, 両者の血流抑制条件に対する応答を解析した.
血液凝固過程で観察されるバイオスペックルパターンのフラクタル性
横井直倫, 相津佳永, 魚住純
第64回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 16p-P11-11   2017年3月16日   応用物理学会
従来から, レーザー照射下の生体など特殊な状況下で観測されるスペックルパターンはフラクタル性を示す場合があることが知られており, これに基づくブタ動脈組織の断層イメージングなどの研究が報告されている. 一方, 本発表者らはラットの血流から得られるスペックルパターンに関して, フラクタル次元と血流速度の相関性を調べてきた. 本研究では, 血液凝固過程で観察されるスペックルパターンに関するフラクタル性を実験に基づき考察した.
2波長スペックル法を用いた血流抑制実験における血流変化応答に関する検討
岡崎隼也, 篠原智美, 横井直倫, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第64回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 16p-P11-12   2017年3月16日   応用物理学会
本発表者らはこれまでに, 血流と血液濃度変化を同時に解析可能なシステムの研究を続け, 血液濃度変化の傾向が最高血圧値, 最低血圧値と関係している可能性を示してきた. そこで本研究では, アネロイド式血圧計による上腕部の締付けに基づき血流を変化させ, ヒトの手首の橈骨動脈を測定対象として測定時の血流変化における締付け条件とその応答の関係を定量解析した.
レーザーを利用した血液中のヘモグロビン濃度変化可視化における時間分解能の向上
金山拓也, 横井直倫
2016年度旭川ウェルビーイング・コンソーシアム合同成果発表会抄録集, p.5   2017年1月30日   旭川ウェルビーイング・コンソーシアム
従来から, レーザー光照射下の生体において観測される「スペックル」と呼ばれる斑点状模様を利用したヘモグロビン濃度変化の可視化法が国内外の研究者により開発されている. 本発表では, 2波長のスペックルパターンに時間平均, 空間平均, メディアンフィルタリング等の画像処理を適用しスペックル低減する事でヘモグロビン濃度情報を分光計測法に基づき取得し, ヘモグロビン濃度変化解析の時間分解能の改善を試みた結果を報告した.
レーザー光散乱パターンによる流れ場におけるナノ粒子挙動の制御:数値計算による特性考察
横井直倫, 相津佳永
第52回応用物理学会北海道支部/第13回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.70   2017年1月7日   応用物理学会北海道支部
レーザー散乱光同士のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすことが従来から知られている. 本発表者らはこれまでに, 静水中においてブラウン運動するナノ粒子挙動の制御について, 数値計算に基づきその特性を評価してきた. 本研究では, レーザー光散乱場の照明下にある流れ場におけるナノ粒子の移動経路をシミュレーションし, 粒子を捕捉し得る流速の上限やスペックルコントラスト等の条件を評価した.
2波長スペックル法を用いた皮膚血流抑制実験における個人差の検討
岡崎隼也, 篠原智美, 横井直倫, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第52回応用物理学会北海道支部/第13回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.69   2017年1月7日   応用物理学会北海道支部
本発表者らはこれまでに, 血流と血液濃度変化を同時に計測・解析可能なシステムを開発し, その有用性を示してきた. また, 光学系調整の煩雑さを改善するため, これまでにシングルモードファイバ付き半導体レーザー(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を新たに導入した. 本研究ではこのシステムを用いて, ヒト上腕部締め付けに伴う血流およびヘモグロビン濃度変化の同時計測を行い, その応答の個人差について検討した.
2波長スペックル法による皮膚血流抑制実験における個人差の検討
篠原智美, 岡崎隼也, 横井直倫, 京相雅樹, 島谷祐一, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
2016年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2016)講演予稿集, 論文番号31pD5   2016年10月31日   日本光学会
本発表者らはこれまでに, 血流と血液濃度変化を同時に計測・解析可能なシステムの研究を続け, その有用性を示してきたが, 光学系調整の煩雑さが問題であった. それで本研究では, 測定光学系にシングルモードファイバ付き半導体レーザー(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を新規に導入し, ヒト上腕部締め付けに伴う血流およびヘモグロビン濃度変化の同時計測を行い, その応答の個人差について検討を行った.
バイオスペックルのフラクタル性に基づく血流イメージング
横井直倫, 相津佳永, 魚住純
第77回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 14p-C42-10   2016年9月14日   応用物理学会
一般に, レーザー光のランダムな干渉により発生するスペックルパターンはフラクタル性を有するため, これを利用した眼球の傍中心窩における毛細血管網目構造の可視化などがこれまでになされてきた. 本研究では, 散乱体を含む流体からの動的なスペックルパターンに対してフラクタル解析を適用することにより, フラクタル次元と流速の相関の可能性を調べた. さらに, フラクタル次元に基づく血流イメージングの可能性を, 擬似血流モデルおよびラットの血流を対象とした実験に基づき検討した.
レーザー光散乱場によるナノ粒子のトラッピング: 数値シミュレーションによる特性評価
横井直倫, 相津佳永
第57回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.107-114   2016年6月15日   応用物理学会
レーザー光の集光により形成されるスポットあるいは光拡散性物体によるレーザー散乱光のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすため, これらに基づくブラウン運動下のナノ粒子挙動制御に関する検討が従来からなされてきた. 本研究では, レーザー光散乱パターン下のナノ粒子移動経路をスポットやスペックルのサイズ及び光学力をパラメータとして数値シミュレーションし, 粒子の捕捉時間, 捕捉領域のサイズ, 捕捉可能な粒子の個数などの特性を解析した.
2波長ファイバ照射によるスペックル血流・血液濃度変化の同時計測に関する検討
篠原智美, 横井直倫, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第63回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO. 20p-P2-4   2016年3月20日   応用物理学会
本研究では, シングルモードファイバ型レーザーダイオード(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を導入した血流と血液濃度変化の同時イメージング法において, 複数の被験者を対象として上腕部の締付けによる圧迫に起因する血流速度と血液濃度の変化を同時に定量評価し, それらの結果として, 締付けにより血流速度と血液濃度がいずれも低下することを確認した.
レーザー光散乱パターンによるナノ粒子挙動の制御:特性評価
横井直倫, 相津佳永
第51回応用物理学会北海道支部/第12回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.54   2016年1月9日   応用物理学会北海道支部
光拡散性物体によるレーザー散乱光のランダムな干渉により形成されるスペックルパターンは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすため, これに基づくブラウン運動下のナノ粒子挙動制御に関する検討が従来からなされてきた. 本研究では, レーザー光散乱場の照明下にあるナノ粒子の移動経路をスペックルのサイズおよび光学力をパラメータとしてシミュレーションし, 捕捉領域サイズ等を評価した.
2波長ファイバ照射によるスペックル血流・血液濃度変化の同時計測(北海道支部学術講演会発表奨励賞受賞講演)
篠原智美, 横井直倫, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第51回応用物理学会北海道支部/第12回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.74   2016年1月9日   応用物理学会北海道支部
本研究では, バイオスペックルを利用した血流と血液濃度変化の可視化法において, 従来の測定光学系にシングルモードファイバ付き半導体レーザー(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を新規に導入した上で, 本システムにより実際に生体の計測を行い, 血流および血液濃度変化の同時イメージングの可能性を調べた.
バイオスペックルイメージングによる自律神経機能の評価
横井直倫, 島谷祐一, 京相雅樹, 船水英希, 湯浅友典, 相津佳永
第56回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.165-172   2015年12月9日   応用物理学会
本研究では, バイオスペックルを利用した血流可視化法において, フレーム毎に血流分布をコントラストで画像化する評価パラメータRSDに基づき脈波データを検出し, これに心理的刺激を検知するパラメータである自律神経機能指標(LF/HF)を適用することにより, 緊張や興奮等に起因して発生するストレス状態を定量評価する可能性を検討した.
レーザー光散乱パターン下におけるナノ粒子挙動のシミュレーション
横井直倫, 相津佳永
第76回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.14p-2N-11   2015年9月14日   応用物理学会
レーザー光の集光により形成されるスポットは, レイリー散乱粒子に対して光学力を及ぼすため, これに基づくブラウン運動下のナノ粒子挙動制御に関する検討が従来からなされてきた. 本研究では, レーザー光散乱パターン下のナノ粒子移動経路をスポットのサイズおよび光学力をパラメータとしてシミュレーションし, 粒子の捕捉に到る時間等を解析した.
バイオスペックル血流イメージング: 速度域に応じた血流評価パラメーターの選択
横井直倫, 相津佳永
第55回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.165-172   2015年6月10日   応用物理学会
本研究では, レーザー光を生体組織に照射した時に観測される斑点状模様であるバイオスペックルの強度時間変動率を利用した血流可視化法において, 生体各部において血流が速い部分と遅い部分の各々に適した血流評価値を使い分けることにより, 血流を適切になおかつより高感度に可視化する方法の検討を行った.
レーザー光散乱場によるナノ粒子挙動の制御: 数値計算による特性考察
横井直倫, 相津佳永
第62回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.12a-P4-1   2015年3月12日   応用物理学会
本研究では, 純水中においてブラウン運動を示すナノサイズのポリスチレン粒子を, 拡散物体からのレーザー散乱光により発生する不均一な光散乱強度パターンすなわちスペックルパターンの強度勾配に基づく光学力により捕捉し, その位置を制御できる可能性について, 数値計算に基づく検討を行った.
皮膚光計測のための多層構造皮膚モデルによる光子フルーエンス解析
相津佳永, 船水英希, 横井直倫, 湯浅友典
レーザー学会学術講演会第35回年次大会講演予稿集, 講演番号11aI01   2015年1月11日   レーザー学会
皮膚に対する光計測は, 主に組織の吸収や散乱を経た反射光が利用され, 組織内色素成分濃度の推定や組織血流計測等が行われている. 本計測では光の組織内伝搬や吸収と散乱の影響の定量解析が重要であり, その手段と して我々は光伝搬モンテカルロシミュレーションを活用してきた. 本発表では, 平行な多層構造でモデル化した皮膚組織に対して光伝搬解析を行い, 特にエネルギーの流れを光子フルーエンスにより考察する研究例を紹介した.
レーザー光散乱場を利用したナノ粒子挙動の制御に関する基礎的検討
横井直倫,相津佳永
第50回応用物理学会北海道支部/第11回日本光学会北海道地区合同学術講演会講演予稿集, p.84   2015年1月9日   応用物理学会北海道支部
光拡散性物体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるスペックルパターンの有する強度勾配に起因した光学力に基づくナノ粒子の挙動制御について, 粒子捕捉時間や捕捉領域サイズなどその基礎的特性を数値計算で評価した. さらに, 粒子挙動の様子を動画で再現した. なお, 数値計算をはじめとする研究全般を担当した.
偏光型位相ドップラー法による粒子計測:数値計算による特性考察
横井直倫, 相津佳永
第54回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.13-20   2014年12月9日   応用物理学会
位相ドップラー粒子計測において, 著者らが提案した偏光分離方式のビ-ト信号位相検出法を拡張し, 粒子の屈折率と吸収係数を粒子速度, 粒子径と同時に測定する手法を新規に提案した.次に, 理論解析により計算式を導出し, 屈折率と吸収係数を高精度かつ高感度に計測できる最適光学系条件を選定した.さらに, 屈折率と吸収係数が既知の標準粒子を用いて実験を行い, 提案手法の有用性を確認した.
レーザースペックル血流計測における測定深さの検討
山崎弦也, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
2014年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2014)講演予稿集, 論文番号5pP10   2014年11月5日   日本光学会
レーザー光を生体組織に照射した時に観測される斑点状模様であるバイオスペックルの強度時間変動率を利用した血流速度可視化法において, 光源に種々の波長を利用することにより, 波長に応じた血流の測定深さを定量的に評価し, ヒトの皮膚血流を対象とした実験により血流計測において最適な波長を提示した.
科研費 -その獲得へ向けて-
横井直倫
平成27年度科学研究費助成事業に係る説明会   2014年9月29日   旭川工業高等専門学校
旭川工業高等専門学校の教職員を対象に, 科研費の予算額や採択率等の現況に関する説明を行った. さらに, 科研費獲得のための申請書作成のポイントについて説明した.
バイオスペックル血流イメージングにおける血流領域の深さ推定
横井直倫, 相津佳永
第75回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.19a-PA4-8   2014年9月19日   応用物理学会
生体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるバイオスペックルの強度時間変動率と空間的な非相関を利用して, 血流速度と血流領域の深さを同時計測する手法を新規に提案し, ヒトの皮膚血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
バイオスペックルを利用した血液層の深さと血流の同時計測に関する検討
横井直倫, 相津佳永
第61回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.18a-PG2-5   2014年3月18日   応用物理学会
本研究では, 生体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるバイオスペックルの空間的な非相関係数と強度時間変動率を利用して, 血流領域の深さと血流速度を同時計測する手法を新規に提案し, ヒトの皮膚血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
ファイバー照明によるスペックル血流・血液濃度変化計測
山崎弦也, 佐藤潤季, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
第61回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), NO.18a-PG2-1   2014年3月18日   応用物理学会
本研究では, バイオスペックルを利用した血流と血液濃度変化の可視化法において, 従来の測定光学系にシングルモードファイバ付き半導体レーザー(SMF-LD)による2波長のレーザー光同軸照射を新規に導入した上で, 本システムにより実際に生体の計測を行い, 血流および血液濃度変化の同時イメージングの可能性を調べた.
スペックル相関に基づいた血流領域の深さ計測に関する基礎検討
横井直倫, 相津佳永
第46回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, pp.75-76   2014年3月9日   計測自動制御学会北海道支部
生体からのレーザー散乱光により発生する斑点状模様であるバイオスペックルの空間的な非相関係数を利用して, 皮膚表層からの血流領域の深さを計測する手法を新規に提案し, シリコーンとすりガラスを用いたモデルならびにヒトの手指を対象とした実験によりその有効性を確認した.
バイオスペックル血液濃度変化イメージングにおけるフィルタリング処理の改善
横井直倫, 佐藤潤季, 京相雅樹, 島谷祐一, 船水英希, 相津佳永
第49回応用物理学会北海道支部/第10回日本光学会北海道地区合同学術講演会講演予稿集, p.57   2013年12月9日   応用物理学会北海道支部
近赤外域のレーザー照射の下で観測されるバイオスペックルを利用した血液濃度変化可視化法において, 検出画像にガウシアンフィルタリングを施す事により, 可視化画像における残留スペックルノイズを低減しつつ撮影機器のフレームレートで血液濃度変化を可視化できる新規な方法を提案した.
ファイバー照明によるスペックル血流・血液濃度変化イメージングの検討
山崎弦也, 佐藤潤季, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
第49回応用物理学会北海道支部/第10回日本光学会北海道地区合同学術講演会講演予稿集, p.60   2013年12月9日   応用物理学会北海道支部
近赤外域の2波長のシングルモードファイバー光源の照明下で観測されるバイオスペックルを利用した血流速度と血液濃度変化の同時解析法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した. 本方法は測定装置全体の小型化と光学系調整の簡易化に有効と思われる.
ファイバー照明光学系によるスペックル血流・ヘモグロビン濃度解析の検討
佐藤潤季, 山崎弦也, 京相雅樹, 島谷祐一, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
2013年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2013) 講演予稿集, 論文番号12aA3   2013年11月12日   日本光学会
近赤外域の2波長のシングルモードファイバー光源の照明下で観測されるバイオスペックルを利用した血流速度とヘモグロビン濃度の同時解析法を提案し, ヒトの血流を対象とした血流速度とヘモグロビン濃度の測定実験によりその有効性を確認した.
近赤外バイオスペックルによる血流・血液濃度変化イメージングにおける画像処理法の改善
横井直倫, 佐藤潤季, 島谷祐一, 京相雅樹, 船水英希, 相津佳永
第51回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.161-168   2013年6月5日   応用物理学会
近赤外域のレーザー照射下の生体組織において観測されるバイオスペックルの強度時間変動率と分光反射率を利用した血流速度と血液濃度変化の同時計測において, 画像処理による残留スペックルノイズの低減に基づく画質改善法を考案し, ラットの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
近赤外レーザーを利用した血流・血液濃度同時イメージングシステムの開発
横井直倫
高専・産総研研究交流会in旭川(旭川工業高等専門学校)   2013年2月27日   旭川工業高等専門学校, 産業技術総合研究所
旭川工業高等専門学校の教職員, 産業技術総合研究所の研究員, ならびに一般市民を対象に, 血流速度や血液濃度変化のイメージングに関する講演を行った.
近赤外バイオスペックル血液濃度イメージングにおける時間分解能の改善
横井直倫, 松宮路恵, 佐藤潤季, 島谷祐一, 京相雅樹, 船水英希, 相津佳永
第50回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.191-196   2012年12月5日   応用物理学会
近赤外レーザーの照射下で観測されるバイオスペックル利用した血液濃度変化計測における時間分解能の改善に関する検討を行った.
レーザースペックル血液濃度イメージングのためのスペックル低減効果の検討
松宮路恵, 横井直倫, 佐藤潤季, 島谷祐一, 京相雅樹, 船水英希, 相津佳永
2012年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2012)講演予稿集, 論文番号24pA4   2012年10月24日   日本光学会
バイオスペックルの強度情報に基づく血液濃度変化を計測する方法において, スペックル画像の空間平均を利用したノイズ低減法を新規に提案し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
スペックル血液濃度解析における時間分解能の検討
松宮路恵, 米岡篤志, 横井直倫, 島谷祐一, 京相雅樹, 船水英希, 相津佳永
2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM), RONBUNNO.17a-GP3-5   2012年3月17日   応用物理学会
バイオスペックルに基づく血液濃度変化の計測法において, スペックル画像の時間平均を利用したノイズ低減法を新規に提案し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
フレームレート2波長スペックルイメージングによる経皮動脈計測の試み
松宮路恵, 米岡篤志, 横井直倫, 島谷祐一, 船水英希, 相津佳永
第47回応用物理学会北海道支部/第8回日本光学会北海道地区合同学術講演会講演予稿集, p.30   2012年1月6日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルに基づく血流速度の可視化において, スペックル画像の空間差分に基づく血流評価値を新規に提案し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
レーザースペックルイメージングによる橈骨動脈エリアの経皮的血流計測
米岡篤志, 島谷祐一, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
2011年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2011)講演予稿集(CD-ROM), 論文番号P53   2011年11月28日   日本光学会
バイオスペックルの時間差分に基づく血流速度可視化法を利用して, ヒトの手首付近の橈骨部分の動脈の血流速度を異なる時間分解能で計測し, 時間分解能の改善に成功した.
血流・血液濃度変化同時イメージングのための2波長スペックルイメージング光学系
松宮路恵, 米岡篤志, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第50回講演会講演概要集, pp.141-142   2011年10月1日   日本機械学会北海道支部
バイオスペックルに基づく血流と血液濃度変化の同時計測法において, 光学系の改良により1つの画像中に2波長分のスペックルを同時に取得できる新規な手法を開発し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
2波長単眼撮影光学系による血流・血液濃度変化スペックルイメージング
米岡篤志*, 横井直倫, 島谷祐一, 船水英希, 相津佳永
第58回応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM), RONBUNNO.26P-BH-3   2011年3月26日   応用物理学会
バイオスペックルの強度情報に基づく血流と血液濃度変化の同時計測法において, 測定光学系に2分割プリズムを導入することにより, 2波長分のスペックル画像を一度に取得できる新規な光学系を開発し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
バイオスペックル画像データのフレームレート解析と麻酔下ラット血行動態計測への応用
横井直倫, 谷勝弘, 前田貴章, 島谷祐一, 船水英希, 相津佳永
第46回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.151-156   2010年12月8日   応用物理学会
バイオスペックル画像に対し, 著者らが新規に開発した血流評価値であるRSD値を用いることで, 麻酔下にあるラットの血行動態をフレームレートで観測した.
スペックル血流・血液濃度変化イメージングによる麻酔下ラット血行動態の計測
谷勝弘, 前田貴章, 島谷祐一, 横井直倫, 相津佳永
2010年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2010)講演予稿集, pp.436-437   2010年11月8日   日本光学会
バイオスペックルの強度情報に基づき血流と血液濃度変化を同時計測する手法について, 麻酔下にあるラットを対象とした実験により, その血行動態の計測に対する有効性を確認した.
バイオスペックル血流イメージングにおける空間分解能の改善
横井直倫, 谷勝弘, 平田達也, 相津佳永
2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会講演予稿集(第3巻), p.134   2010年3月17日   応用物理学会
バイオスペックルを利用した血流可視化において, 血流評価の際に用いる画像解析単位を縮小することで, 空間分解能の改善を図った.
スペックル血流・濃度イメージングによる経皮的生理計測の試行
谷勝弘, 平田達也, 横井直倫, 相津佳永
2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会講演予稿集(第3巻), p.130   2010年3月17日   応用物理学会
バイオスペックルに基づく血流と血液濃度変化の同時計測法において, 2波長分のスペックルを同時に取得できる新規な光学系を開発し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
バイオスペックル血流可視化法における時間分解能の改善
横井直倫, 平田達也, 相津佳永
第45回応用物理学会北海道支部/第6回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.13   2010年1月8日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルに基づく血流速度可視化法において, スペックル画像の空間差分を利用することにより, 血流解析の時間分解能を改善できる新規な手法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
バイオスペックル血流イメージングによる生理学的変化の検出
谷勝弘, 平田達也, 横井直倫, 相津佳永
第45回応用物理学会北海道支部/第6回日本光学会北海道地区合同学術講演会講演予稿集, p.12   2010年1月8日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルに基づく血流速度可視化法を利用して, 肉体的および精神的ストレスを受けた場合のヒトの血流変化の解析を行った.
近赤外バイオスペックル法による皮膚組織血流変化のイメージング
谷勝弘, 平田達也, 横井直倫, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第48回講演会講演概要集, pp.89-90   2009年11月28日   日本機械学会北海道支部
近赤外域のレーザー照射下で観測されるバイオスペックルを利用して, ヒトの皮膚組織の血流速度を可視化した.
バイオスペックル血流イメージングにおける血流評価値の選択
横井直倫, 平田達也, 相津佳永
2009年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2009)講演予稿集, pp.448-449   2009年11月24日   日本光学会
バイオスペックル血流イメージングにおいて, 生体各部において, 血流が速い部分と遅い部分の各々に適した血流評価値を使い分けることで, 血流をより高感度に可視化する方法について検討した.
2波長スペックル法による血流・濃度変化同時イメージング:撮影条件の検討
平田達也, 谷勝弘, 西舘泉, 横井直倫, 相津佳永
2009年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2009)講演予稿集, pp.520-521   2009年11月24日   日本光学会
2波長のバイオスペックルを利用した血流と血液濃度変化の同時計測法において, 照明光のむらを低減できる新規な光学系を開発し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
バイオスペックル血流イメージングにおける画質改善
横井直倫, 小池豪, 平田達也, 相津佳永
2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1059   2009年3月30日   応用物理学会
バイオスペックルに基づいた血流可視化において, スペックルノイズの影響を低減することにより, 血流をより高画質に可視化する方法を検討した.
2波長レーザースペックルによる血流と血液濃度の同時イメージング
平田達也, 小池豪, 横井直倫, 相津佳永
2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1058   2009年3月30日   応用物理学会
2波長のレーザースペックルを利用した血流と血液濃度変化の同時計測法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
近赤外スペックルパターンによる血流・血液濃度変化同時イメージング
平田達也*, 小池豪, 前田貴章, 横井直倫, 相津佳永
第41回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, pp.123-124   2009年2月26日   計測自動制御学会北海道支部
近赤外域のスペックルを利用した血流と血液濃度変化の同時可視化法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
近赤外スペックルパターンからの皮下ヘモグロビン濃度変化解析
相津佳永, 平田達也, 小池豪, 前田貴章, 西舘泉, 横井直倫
光・量子デバイス研究会「フォトニック・バイオメディシン最前線:ここまできたレーザ医学・生物学(IV)」, pp.67-70   2009年2月13日   日本電気学会
近赤外域のバイオスペックルを利用してヘモグロビン濃度を血流速度と同時に解析する手法を提案し, ヒトの皮下血流を対象とした実験により, 血液循環の動態と状態を同時に一つのデータから取得できることを確認した.
近赤外バイオスペックルを利用した血流イメージングにおける血流評価特性
小池豪, 平田達也, 横井直倫, 相津佳永
日本機械学会バイオエンジニアリング部門, 第21回バイオエンジニアリング講演会講演論文集, pp.495-496   2009年1月23日   日本機械学会
バイオスペックルに基づく血流可視化において, 計測に使用するレーザー光源の波長による皮膚表層からの光侵達長の相違に起因して生ずる血流画像のコントラストの相違を, ヒトの血流を対象とした実験に基づき定量評価した.
近赤外バイオスペックルを利用した皮下血液成分の相対濃度イメージング
平田達也,小池豪,横井直倫,相津佳永
第44回応用物理学会北海道支部/第5回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.2   2009年1月8日   応用物理学会北海道支部
近赤外域のバイオスペックルを利用した血液濃度の可視化法を提案し, ヒトの皮下血流を対象とした実験でその有効性を確認した.
近赤外バイオスペックルを利用した血流イメージングにおける波長依存性
小池豪, 平田達也, 横井直倫, 相津佳永
2008年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2008)講演予稿集, pp.358-359   2008年11月4日   日本光学会
バイオスペックルに基づく血流可視化において, 計測に使用するレーザー光源の波長に依存した血流画像のコントラストの相違を定量評価した.
バイオスペックル血流イメージングにおける血流評価値の改善
横井直倫, 小池豪, 平田達也, 相津佳永
2008年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2008)Post-Deadline論文集, pp.30-31   2008年11月4日   日本光学会
バイオスペックルを利用した血流可視化において, 従来の血流評価値を改善し, より高画質に血流を可視化できるようにした.
近赤外バイオスペックルを用いた皮膚下血液成分の濃度変化イメージング
平田達也, 小池豪, 横井直倫, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第47回講演会講演概要集, pp.115-116   2008年9月27日   日本機械学会北海道支部
近赤外域のバイオスペックルを利用した血液濃度変化の可視化法を提案し, ヒトの皮膚下血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
近赤外バイオスペックル血流イメージングにおける血流パラメーターの考察
横井直倫, 小池豪, 相津佳永
第41回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.27-32   2008年6月10日   応用物理学会
近赤外域のバイオスペックルを利用した血流イメージングにおいて, スペックルサイズおよびスペックルコントラストと血流評価値との関係をシミュレーションにより定量評価し, 実際の血流を対象とした簡単な確認実験を実施した.
近赤外バイオスペックルを利用した血流イメージングにおけるスペックル特性の影響
横井直倫, 小池豪, 飯田雅彦, 相津佳永
2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1065   2008年3月27日   応用物理学会
近赤外域バイオスペックルを利用した血流可視化において, スペックル変動の速さと血流評価値の関係を, すりガラスを用いた実験により定量的に検討した.
近赤外バイオスペックルを利用した血流イメージングにおける血流評価値の検討
小池豪, 飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1065   2008年3月27日   応用物理学会
バイオスペックルに基づいた血流可視化において, スペックルパターンに時間差分を適用することによりスペックルノイズの影響を低減し, 比較的良好な画質で血流を可視化できる新規な血流評価値を実験に基づき検討した.
近赤外レーザースペックルを用いた血流イメージングと速度特性の検討
小池豪, 飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
第43回応用物理学会北海道支部/第4回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.80   2008年1月10日   応用物理学会北海道支部
近赤外域のレーザースペックルを利用した血流可視化において, 血流評価値の対速度特性をヒトの血流を対象とした実験により定量的に評価した.
バイオスペックルを利用した血流イメージングにおけるスペックルコントラストの効果
横井直倫, 小池豪, 飯田雅彦, 相津佳永
第43回応用物理学会北海道支部/第4回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.78   2008年1月10日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルを利用した血流イメージングにおいて, 粗さが既知である3種類のすりガラスを測定対象として, スペックルコントラストとスペックルサイズを解析し, これらと対速度特性の関係を調べた.
近赤外2波長スペックルパターンからの血液濃度変化イメージング
飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
2007年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2007)講演予稿集, pp.338-339   2007年11月26日   日本光学会
近赤外域の2波長のスペックルを利用した血液濃度変化の可視化法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
近赤外レーザースペックルを利用した血流イメージング
小池豪, 飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第46回講演会講演概要集, pp.179-180   2007年9月29日   日本機械学会北海道支部
近赤外域のレーザースペックルを利用した血流可視化法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
近赤外バイオスペックルを利用した分光血流イメージング
横井直倫, 飯田雅彦, 相津佳永
第39回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.49-55   2007年6月12日   応用物理学会
近赤外バイオスペックルを利用した分光血流イメージングにおいて, 豚肉とウマ血液で作製した生体疑似モデルを対象として光侵達度と動的スペックルの応答性を考察するとともに, ヒト手首の静脈を対象とした血流イメージングを行い, 波長による速度検出特性を定量的に検討した.
近赤外バイオスペックルによる血流イメージング
横井直倫, 飯田雅彦, 相津佳永
2007年春季第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1085   2007年3月27日   応用物理学会
近赤外域のバイオスペックルを利用した血流可視化法を提案し, ヒトの血流を対象とした実験によりその有効性を確認した.
皮膚組織モデルにおける2波長スペックルパターンからの分光反射率計測
飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
2007年春季第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1085(2007)   2007年3月27日   応用物理学会
バイオスペックルに基づく血流可視化法において, 将来的な血液濃度分析を考慮して近赤外域の2波長のレーザーを利用し, 豚肉とウマ血液で作製した生体擬似モデルを対象として光侵達度と動的スペックルの応答性を考察すると共に, ヒト手首の静脈を対象とした血流イメージングを行い, 波長による速度検出特性を定量評価した.
生体皮膚組織モデルからのレーザー光反射率の画像解析
飯田雅彦, 横井直倫, 相津佳永
第39回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, A21   2007年1月19日   計測自動制御学会北海道支部
バイオスペックルに基づく血流可視化法において, 将来的な血液濃度分析を考慮して近赤外域の2波長のレーザーを利用し, 豚肉とウマ血液で作製した生体擬似モデルを対象として光侵達度と動的スペックルの応答性を考察すると共に, ヒト手首の静脈を対象とした血流イメージングを行い, 波長による速度検出特性を定量評価した.
バイオスペックルによる血流イメージング -近赤外2波長での検討-
横井直倫, 飯田雅彦, 相津佳永
第42回応用物理学会北海道支部/第3回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.56   2007年1月11日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルによる血流イメージングにおいて, 近赤外域の2波長のレーザーを手首と指に照射して血流分布画像を取得し, 波長と対速度特性の関係を調べた. また, 2波長の利用による画質改善などの効果についても検討した.
スペックルを利用した血流イメージングにおけるレーザー波長の検討
横井直倫, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第45回講演会講演概要集, pp.15-16   2006年9月30日   日本機械学会北海道支部
スペックルを利用した血流イメージングにおいて, 二層運動モデルおよびヒトの指と手首を対象として血流分布画像を取得し, 波長と対速度特性の関係を検討した.
旭川高専におけるVID方式を用いた教育用システム構築
笹岡久行, 横井直倫, 井口傑, 畑口雅人, 戸村豊明, 杉本敬祐, 鈴木智己, 降旗康彦
第26回高等専門学校情報処理教育研究発表会, pp.133-136   2006年8月22日   高等専門学校連合会
旭川工業高等専門学校の情報処理センター教育用電子計算機システムにおける, VID(Virtual LAN IDentifier)を利用した教育用システムの構築ならびに運用に関する報告を行った.
バイオスペックルを利用した生体活性度計測における画像処理の検討
横井直倫, 相津佳永
第41回応用物理学会北海道支部/第2回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.85   2006年1月12日   応用物理学会北海道支部
バイオスペックルに基づいた血流イメージングにおいて, ただ一枚のスペックル画像のブレを空間微分に基づき定量評価することで, フレーム毎に速度をコントラストで可視化する解析法を考案した.
低コヒーレンススペックルを利用した二層運動物体の速度検出特性
横井直倫, 相津佳永
第36回光波センシング技術研究会講演論文集, pp.161-166   2005年12月6日   応用物理学会
低コヒーレンススペックル干渉計において, すりガラスの後方にアルミ拡散面を配した二層並進運動モデルを用いて得られる動的スペックルの画像データに対し, 時空間の相関特性に基づく評価値を適用して速度検出特性を定量評価した.
低コヒーレンススペックルを利用した散乱体後方物体の速度可視化-画像処理方式の検討-
横井直倫, 相津佳永
第37回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, pp.127-128   2005年1月27日   計測自動制御学会北海道支部
低コヒーレンス干渉法において, 懸濁媒質等の散乱体の後方に存在する運動物体の速度を, その散乱光により形成されるスペックルの強度時間差分に基づき可視化する手法について検討を行った.
運動体速度の干渉画像計測における差分平均処理の検討
横井直倫, 相津佳永
第40回応用物理学会北海道支部/第1回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集, p.61   2004年10月16日   応用物理学会北海道支部
低コヒーレンス光源を利用した動的スペックル干渉計において, 干渉画像の差分平均処理に二値化を導入することにより, 運動速度に対するコントラストの感度を向上させることを試みた.
粒子計測用デュアルバーストLDVの光学系に関する理論的考察
横井直倫, 相津佳永
第65回応用物理学会学術講演会講演予稿集, p.895   2004年9月1日   応用物理学会
デュアルバースト型レーザードップラー速度計(LDV)による粒子の吸収係数計測において, 吸収係数の測定精度ならびに感度に関する数値的な考察を幾何光学近似と一般化Lorenz-Mie理論により行った. さらに, 吸収係数の計測実験を実施し, 提案手法が運動液滴の吸収係数測定に有効なことを確認した.
自律型二足歩行ロボットの製作
後藤孝行, 横井直倫, 新鞍晋也, 星加薫
2004年度精密工学会北海道支部学術講演会講演論文集, pp.95-96   2004年9月   精密工学会北海道支部
本発表者らが開発した自律型二足歩行ロボットについて, その構造を説明すると共に, その性能試験を実施した結果を報告した.
スペックル干渉画像を用いた速度可視化におけるスペックルサイズの効果
横井直倫, 相津佳永
第36回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, pp.103-104   2004年1月22日   計測自動制御学会北海道支部
低コヒーレンススペックル干渉法において, スペックル変動を検出する際の解析に用いる画素単位と平均スペックル径の比をパラメータとして, スペックルコントラストの対速度特性とノイズ低減の可能性を数値計算と実験で評価した.
低コヒーレンススペックル干渉画像を用いた速度計測におけるスペックル径の影響
横井直倫, 相津佳永
日本機械学会北海道支部第43回講演会講演概要集, pp.190-191   2003年9月28日   日本機械学会北海道支部
低コヒーレンススペックル干渉法において, スペックル変動を検出する際の解析に用いる画素単位と平均スペックル径の比をパラメータとして, スペックルコントラストの対速度特性とノイズ低減の可能性を数値計算と実験で評価した.
LDVに基づいた運動微粒子の吸収係数計測法の開発 (日本光学会奨励賞受賞記念講演)
横井直倫
Optics Japan 2002 (2002年度日本光学会年次学術講演会)講演予稿集, pp.10-11   2002年11月2日   日本光学会
レーザードップラー速度計(LDV)と単一方向検出型位相ドップラー法を組み合わせることで, 単一運動微粒子の速度と粒子径を測定しつつ, 同時に吸収係数も測定できる新規な手法を開発し, 数値計算と実験でその有効性を確認した.
低コヒーレンススペックル干渉計による散乱媒質後方運動物体の動きの評価
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
Optics Japan 2002 (2002年度日本光学会年次学術講演会)講演予稿集, pp.140-141   2002年11月3日   日本光学会
低コヒーレンススペックル干渉計において, 血流評価値の速度評価範囲の拡大を検討した. さらに, 測定対象の奥行方向の運動に対する評価を行った.
低コヒ-レンス干渉法に基づく動的スペックルを利用した懸濁媒質内移動物体の動きの可視化
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
日本機械学会北海道支部第42回講演会講演概要集, pp.140-141   2002年10月5日   日本機械学会北海道支部
低コヒーレンススペックル干渉法において, 時間的に異なるスペックルパターン間の差分強度画像を得ることにより, 相対速度をコントラストで可視化できる可能性を実験で確認した.
OCTを利用した動的スペックルによる散乱媒質内移動物体の動きの評価
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
2002年春季第49回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, p.1001   2002年3月27日   応用物理学会
OCT(光学的コヒーレンストモグラフィー)において, 散乱媒質内の異なる奥行き位置に配した複数の移動物体をOCTの分解能で選択検出しながら, スペックル強度の時間差分から動きの速さを評価する方法を検討した.
低コヒ-レンス干渉法におけるスペックルを利用した散乱媒質内移動物体の検出
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
第34回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集, pp.103-104   2002年1月30日   計測自動制御学会北海道支部
低コヒーレンス干渉法において, 観測されるスペックルの動きから, 強度の時間差分に基づいて, 光散乱媒質内の移動物体の速度を奥行方向に分解して断層計測できることを実験で確認した.
低コヒーレンス干渉法に基づく皮膚下静脈モデルの断層計測
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
日本機械学会北海道支部第41回講演会講演概要集, pp.104-105   2001年9月29日   日本機械学会北海道支部
低コヒーレンス干渉法において, 皮膚下静脈モデルの血管の深さおよび疑似生体試料濃度を主なパラメータとして, 管径, 管厚の測定可能性を実験的に考察した.
デュアルバースト型LDV法による微粒子計測
山本修司, 横井直倫, 相津佳永, 三品博達
日本機械学会北海道支部第41回講演会講演概要集, pp.64-65   2001年9月29日   日本機械学会北海道支部
レーザードップラー法に基づき検出されるデュアルバースト状ドップラービート信号の位相と強度に関する情報から, 粒子の直径と吸収係数を一つの光学系で同時計測する手法を提案し, 数値計算ならびに実験によりその有効性を確認した.
デュアルバースト状ドップラービート信号からの粒子径測定
山本修司, 横井直倫, 相津佳永, 三品博達
2001年秋季第62回応用物理学会学術講演会講演予稿集, p.755   2001年9月12日   応用物理学会
レーザーを用いた微粒子計測法にPDAがあるが, 複数の光検出器の照準を測定領域内の一点に正確に一致させることは難しい. そこで本研究では, 単一のドップラー信号から粒子の直径, 速度, 吸収係数を同時に測定できる新規な手法を提案した.
偏光型位相ドップラー法による運動粒子の吸収係数計測
横井直倫, 相津佳永, 三品博達
2000年度日本光学会年次学術講演会(Optics Japan 2000)講演予稿集, pp.343-344   2000年10月7日   日本光学会
偏光型位相ドップラー法において, インク, 乳剤等の吸収性粒子の直径と吸収係数を同時計測する方法を新たに提案し, 濃度既知の黒インク液滴を用いた実験によりその可能性を確認した.
粒子の直径と吸収係数同時測定のための偏光型位相ドップラー法:実験
横井直倫, 山本修司, 相津佳永, 三品博達
日本機械学会北海道支部第40回講演会講演概要集, pp.62-63   2000年9月30日   日本機械学会北海道支部
本研究では, レーザードップラー法に基づき検出されるデュアルバースト状ドップラービート信号の強度と, 偏光型位相ドップラー法に基づき検出されるビート信号位相差の併用により, 粒子の直径と吸収係数を一つの光学系で同時計測する手法を提案し, 実験によりその有効性を確認した.

担当経験のある科目

 
 

競争的資金等の研究課題

 
輸血用血液の浄化・成分分析オンラインシステムの開発(研究課題番号17K06476)
日本学術振興会: 科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金) 基盤研究(C)
研究期間: 2017年4月 - 2020年3月    代表者: 横井直倫
タブレット端末を活用した遠隔診断用ストレスモニタの開発(研究課題番号26420402)
日本学術振興会: 科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金) 基盤研究(C)
研究期間: 2014年4月 - 2017年3月    代表者: 横井直倫
撮影条件に影響されない皮膚ヘルスモニタリングシステムの開発(研究課題番号 23760374)
日本学術振興会: 科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金) 若手研究(B)
研究期間: 2011年4月 - 2013年3月    代表者: 横井直倫
アレルギー性皮膚疾患の画像診断システムの開発(研究課題番号 21760320)
文部科学省: 科学研究費補助金 若手研究(B)
研究期間: 2009年4月 - 2011年3月    代表者: 横井直倫
血流と色彩の画像計測による皮膚腫瘍診断システムの開発(研究課題番号 19760278)
文部科学省: 科学研究費補助金 若手研究(B)
研究期間: 2007年4月 - 2009年3月    代表者: 横井直倫
低コヒーレンス干渉法に基づく動的スペックルを利用した皮下腫瘍診断装置の開発(研究課題番号 15760306)
日本学術振興会: 科学研究費補助金 若手研究(B)
研究期間: 2003年4月 - 2005年3月    代表者: 横井直倫
レーザー偏光分離検出を利用した挙動微粒子自動解析システムの開発(研究課題番号 00J10930)
日本学術振興会: 科学研究費補助金 特別研究員奨励費
研究期間: 2000年4月 - 2002年3月    代表者: 横井直倫