Introduction

生命総体としての人間を対象に，情報科学，ならびに工学技術を応用した研究・教育を行っています． 特に，近年いっそうの高度化とQOL (quality of life)　の重視が要求されている医療への直接的な貢献を目指し，診断・治療技術の開発・高度化と，その発展を支える人材の育成を行っています．

人間情報工学研究室では，主に光を用いた診断技術の開発を行なっています．超短パルスレーザーを駆使した非線形ラマン散乱イメージングのほか，生体光透視，光断層撮影，蛍光イメージング法などの開発を行なっています．

また，超音波を用いた光伝送による治療技術の開発などを行なっています．

医用生体工学，光学，分光学，電子・情報・通信工学などを背景とするスタッフが協力して学際的な研究・教育を推進しています．

分子の振動で組織・病変部を可視化する

病理診断では，患者の体より採取された病変の組織や細胞からガラス標本を作ってこれを観察し，診断を行ないます．しかし，組織や細胞はほとんど無色なため，そのままでは観測ことができず “染色”により色を付けて観測を行います．染色は生きた細胞に影響を与えるため，ヒトに適用することは容易ではありません．また，往々にして時間を要します．したがって，無染色に組織や病変部を見分けることができれば，より安全で素早く診断・治療を行なうことが可能となります．

分子は，原子（質点）が化学結合（ばね）によってつながれているため，振動することができ，その分子の振動の周波数は，分子の種類や構造に敏感です．この分子の振動を用いて細胞・組織を見分けて可視化するイメージング装置の開発や診断への応用を行なっています．

従来用いられてきた，自発ラマン散乱は非常に微弱なため，計測に時間を要していました．非線形ラマン散乱を利用することで，無染色に組織や病変部を見分け，かつ高速な観測法の開発を行なっています．

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ビデオレートを越える 100 frame/s で観測した脂肪様細胞の非線形ラマンイメージング（左）．非線形ラマン散乱を利用した内視鏡（硬性鏡）（右）

同期超短パルスレーザーの開発

非線形ラマン散乱イメージングには特殊な光源が必要です．波長幅が狭くかつ瞬間的（ピコ秒）に光り，波長が異なる２つのレーザーパルスを同時に試料に照射する必要があります．また，一方のレーザー光源の波長を高速に変化させる必要もあります．このようなレーザー光源も独自に開発することで，医療現場で使える無染色イメージングを実現しようとしています．

光透視

光による生体計測は，体内臓器の形態だけではなく，生体機能の計測を可能とすることから新しい診断技術として期待されています．そのなかで光透視は非常に簡便な装置で実現可能であり，実験動物の脳や臓器の機能的変化の透視イメージング，また血管が見えにくい人への静脈注射などの治療支援，さらには今後の情報セキュリティ強化のための静脈認証を目的として血管透視についての研究を進めています．

ラット脳機能透視イメージング

成人前腕部血管透視イメージング

蛍光イメージング

がんに選択的に集まる蛍光薬剤や血管造影用の蛍光薬剤が開発されています．そこで，生体機能情報の蛍光イメージングを進めています．さらに，生体の深部にある蛍光のボケについて，画像処理による復元処理法の開発を行っています．


ラット脳血管蛍光造影技術