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非侵襲・可視化技術ハンドブック
−ナノ・バイオ・医療から情報システムまで−
[コードNo.07NTS183]

■体裁/ B5判・1192頁
■発行/ 2007年 6月 25日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 61,560円(税込価格)

生体・非生体−そのシステムの活動を損なわずに計測する非侵襲的測定法を広い分野にわたって詳解する。

【監修】
小川誠二(財)濱野生命科学研究財団 小川脳機能研究所 所長
上野照剛東京大学名誉教授・九州大学大学院工学研究院エネルギー量子工学部門特任教授

【編集委員】(五十音順)
笠木伸英東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻教授・日本学術会議会員
楠見明弘(独)科学技術振興機構ICORP 膜機構プロジェクト・京都大学再生医科学研究所教授
小谷誠東京電機大学工学部電気電子工学科教授
椎名毅筑波大学大学院システム情報工学研究科教授
柴田直東京大学大学院新領域創成科学研究科基盤情報学専攻教授
田村守北海道大学大学院先端生命科学研究院教授
平岡眞寛京都大学医学部附属病院放射線治療科教授
福田寛東北大学加齢医学研究所機能画像医学研究分野教授
三森文行国立環境研究所化学環境研究領域生体計測研究室 室長
柳田敏雄大阪大学大学院生命機能研究科教授

【執筆者】(執筆順)
三森文行国立環境研究所化学環境研究領域生体計測研究室 室長
巨瀬勝美筑波大学大学院数理物質科学研究科電子・物理工学専攻教授
田中忠蔵明治鍼灸大学医学教育研究センター センター長
成瀬昭二京都府立医科大学放射線科准教授
樋口敏宏明治鍼灸大学メディカルMR センター センター長
梅田雅宏明治鍼灸大学医療情報学 准教授
吉川宏起駒沢大学医療健康科学部
西尾誠示駒沢大学医療健康科学部
奥山康男駒沢大学医療健康科学部
小川誠二(財)濱野生命科学研究財団 小川脳機能研究所 所長
松田哲也京都大学大学院情報学研究科教授
中井敏晴国立長寿医療センター研究所 長寿医療工学研究部脳機能画像開発研究室 室長
松尾香弥子国立長寿医療センター研究所 長寿医療工学研究部脳機能画像開発研究室 研究員
Epifanio Bagarinao(独)産業技術総合研究所グリッド研究センター 研究員
藤田典彦大阪大学大学院医学系研究科放射線医学講座講師
亀井裕孟(財)濱野生命科学研究財団 小川脳機能研究所 主任研究員
森進ジョンズホプキンス大学放射線科教授
渡邉英宏国立環境研究所化学環境研究領域生体計測研究室 主任研究員
瀬尾芳輝獨協医科大学医学部生理学(生体制御)教室教授
福島英一ABQMR
藤原英明大阪大学大学院医学系研究科 保健学専攻医用物理工学講座教授
犬伏俊郎滋賀医科大学MR 医学総合研究センター教授
上野照剛東京大学名誉教授・九州大学大学院工学研究院エネルギー量子工学部門特任教授
関野正樹東京大学大学院新領域創成科学研究科先端エネルギー工学専攻助教
黒田輝東海大学情報理工学部情報科学科准教授
椎名毅筑波大学大学院システム情報工学研究科教授
吉川憲明(株)フィリップスエレクトロニクスジャパンマーケティング本部
岩本貢(株)フィリップスエレクトロニクスジャパンマーケティング本部
三竹毅(株)日立メディコ技術研究所 主管技師長
竹中克東京大学医学部附属病院 検査部 講師
地挽隆夫GE 横河メディカルシステム(株)超音波事業部 超音波研究室長
神山直久東芝メディカルシステムズ(株)超音波開発部 新技術開発担当
安隆則琉球大学大学院医学研究科薬物作用制御学准教授
新田尚隆(独)産業技術総合研究所人間福祉医工学研究部門医用計測技術グループ 研究員
蜂屋弘之千葉大学フロンティアメディカル工学研究開発センター
山口匡千葉大学融合科学研究科
西條芳文東北大学加齢医学研究所病態計測制御研究分野准教授
田村守北海道大学大学院先端生命科学研究院教授
山田幸生電気通信大学電気通信学部知能機械工学科教授
山下豊浜松ホトニクス(株)中央研究所 研究室長
神谷昭文浜松ホトニクス(株)電子管事業部 主任部員
小田元樹浜松ホトニクス(株)中央研究所
西村吾朗北海道大学電子科学研究所
根本正史東京都精神医学総合研究所脳機能解析研究チーム 研究員
佐藤知絵東京都精神医学総合研究所脳機能解析研究チーム 研究員
牧敦(株)日立製作所基礎研究所 小泉フェロー戦略プロジェクト主管研究員
小田一郎(株)島津製作所基盤技術研究所 主任研究員
上田之雄浜松ホトニクス(株)中央研究所第7 研究室 専任部員
星詳子東京都精神医学総合研究所 脳機能解析研究チーム リサーチディレクター
竹端榮オリンパスメディカルシステムズ(株)研究部 課長
近江雅人大阪大学大学院医学系研究科保健学専攻助教
春名正光大阪大学大学院医学系研究科保健学専攻教授
垣花泰之鹿児島大学病院集中治療部 副部長
松永明鹿児島大学病院麻酔全身管理センター麻酔科講師
丸尾勝彦松下電工(株)電器R &D センター 主査技師
小谷誠東京電機大学工学部電気電子工学科教授
飛松省三九州大学大学院医学研究院臨床神経生理教授
横澤宏一北海道大学医学部保健学科教授
栗城眞也北海道大学電子科学研究所電子計測制御部門教授
関原謙介首都大学東京システムデザイン学部教授
柿木隆介自然科学研究機構生理学研究所統合生理研究系教授
中里信和(財)広南会 広南病院臨床研究部長
中屋豊徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 代謝栄養学分野教授
野村昌弘徳島大学総合科学部人間社会学科教授
工藤雄一朗北里大学医学部衛生学公衆衛生学講師
相澤好治北里大学医学部衛生学公衆衛生学教授
福田寛東北大学加齢医学研究所機能画像医学研究分野教授
山本誠一神戸市立工業高等専門学校電気工学科教授
村山秀雄(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター チームリーダー
岩田錬東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター教授
藤林靖久福井大学高エネルギー医学研究センターセンター長・(独)放射線医学総合研究所分子イメージングセンター 副センター長
伊藤浩(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター分子神経イメージング研究グループ 脳病態研究チーム チームリーダー
生駒洋子(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター先端生体計測研究グループ画像解析研究チーム 研究員
松本良平(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター分子神経イメージング研究グループ
須原哲也(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター分子神経イメージング研究グループ グループリーダー
篠遠仁旭神経内科リハビリテーション病院 副院長
福士清(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター 分子認識グループ 主任研究官
入江俊章(独)放射線医学総合研究所分子イメージング研究センター分子認識グループ分子プローブ開発チーム チームリーダー
工藤幸司東北大学先進医工学研究機構高度情報通信分野教授
古本祥三東北大学先進医工学研究機構高度情報通信分野助教
岡村信行東北大学大学院医学系研究科機能薬理学分野助教
玉木長良北海道大学大学院医学研究科核医学教授
森田浩一北海道大学大学院医学研究科核医学
吉永恵一郎北海道大学大学院医学研究科分子イメージング講座講師
東光太郎金沢医科大学放射線診断治療学教授
西田宏人浅ノ川総合病院放射線科医長
窪田和雄国立国際医療センター第3 放射線科(核医学診断部)医長
飯田秀博国立循環器病センター研究所先進医工学センター放射線医学部 部長
片田和広藤田保健衛生大学医学部放射線医学教室教授
青木茂樹東京大学大学院医学系研究科放射線診断学准教授
椛沢宏之東京大学大学院医学系研究科放射線診断学
増谷佳孝東京大学大学院医学系研究科放射線診断学講師
岡田知久京都大学医学部附属病院放射線診断科 産学官連携講師
小山貴京都大学医学部附属病院放射線部助教
富樫かおり京都大学大学院医学研究科放射線医学講座(画像診断学・核医学)教授
森安史典東京医科大学消化器内科主任教授
飯島尋子兵庫医科大学肝胆膵内科超音波センター准教授
千田彰一香川大学医学部総合診療部教授
舛形尚香川大学医学部総合診療部講師
吉川公彦奈良県立医科大学放射線科教授
阪口浩奈良県立医科大学放射線科准教授
阪口昇二奈良県立医科大学放射線科講師
柴田登志也京都大学医学部附属病院放射線部准教授
平岡眞寛京都大学医学部附属病院放射線治療科教授
最上拓児東京慈恵会医科大学附属柏病院放射線科助教
原田潤太東京慈恵会医科大学附属柏病院放射線科教授
高山賢二京都大学大学院医学研究科放射線腫瘍学・画像応用治療学
小久保雅樹先端医療センター診療開発部 副部長
小西晃造九州大学大学院医学研究院未来医用直像応用学助教
橋爪誠九州大学大学院医学研究院災害・救急医学教授
柳田敏雄大阪大学大学院生命機能研究科教授
石井由晴(独)科学技術振興機構ソフトナノマシンPj 研究員(グループリーダー)
岩城光宏大阪大学大学院生命機能研究科研究員
西川正俊大阪大学大学院生命機能研究科研究員
和沢鉄一東北大学大学院工学研究科 産学官連携研究員
石島秋彦東北大学多元物質科学研究所教授
井上裕一東北大学多元物質科学研究所助教
福岡創東北大学多元物質科学研究所助教
田中裕人(独)科学技術振興機構さきがけ研究者
樋口秀男東北大学先進医工学研究機構教授
原田慶恵(財)東京都医学研究機構 東京都臨床医学総合研究所 副参事研究員
横山謙東京工業大学資源化学研究所 特別研究員
安藤敏夫金沢大学大学院自然科学研究科教授
馬場嘉信名古屋大学大学院工学研究科教授・(独)産業技術総合研究所健康工学研究センター副センター長
石川満(独)産業技術総合研究所健康工学研究センター チーム長
大庭英樹(独)産業技術総合研究所実環境計測・診断研究ラボ 主任研究員
岩沢こころ(独)科学技術振興機構・京都大学再生医科学研究所研究員
藤原敬宏京都大学再生医科学研究所ナノバイオプロセス研究領域特任助教・(独)科学技術振興機構ICORP 膜機構プロジェクト(研究員)
小山─本田郁子(独)科学技術振興機構ICOPR 膜機構プロジェクト・京都大学再生医科学研究所
鈴木健一京都大学再生医科学研究所・ナノバイオプロセス研究領域特任助手・(独)科学技術振興機構ICORP 膜機構プロジェクト 研究員
村越秀治京都大学再生医科学研究所・ナノバイオプロセス研究領域・(独)日本学術振興会特別研究員
村瀬琴乃(独)理化学研究所中央研究所小林脂質生物学研究室基礎科学 特別研究員
楠見明弘(独)科学技術振興機構ICORP 膜機構プロジェクト・京都大学再生医科学研究所教授
白井康仁神戸大学自然科学系先端融合研究環 バイオシグナル研究センター准教授
齊藤尚亮神戸大学自然科学系先端融合研究環 バイオシグナル研究センター教授
安田賢二東京医科歯科大学生体材料工学研究所教授
廣瀬謙造名古屋大学大学院医学系研究科細胞生理学教授
渡邊直樹京都大学医学研究科神経細胞薬理学准教授
岡本孝司東京大学大学院新領域創成科学研究科人間環境学専攻教授
新美智秀名古屋大学大学院工学研究科マイクロ・ナノシステム工学専攻教授
亀田正治東京農工大学大学院工学府機械システム工学専攻准教授
浅井圭介東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻教授
平原裕行埼玉大学大学院理工学研究科准教授
染矢聡東京大学大学院新領域創成科学研究科人間環境学専攻准教授
星野邦弘(独)海上技術安全研究所海洋部門深海技術研究グループ 主任研究員
篠野雅彦(独)海上技術安全研究所運航・システム部門センシンググループ 研究員
竹中信幸神戸大学大学院工学研究科教授
三澤雅樹(独)産業技術総合研究所人間福祉医工学研究部門医用計測技術グループ 主任研究員
高田尚樹(独)産業技術総合研究所先進製造プロセス研究部門マイクロ熱流体研究グループ研究員
小川邦康慶応義塾大学理工学部准教授
武田靖北海道大学大学院工学研究科エネルギー環境システム専攻教授
久田俊明東京大学大学院新領域創成科学研究科人間環境学専攻教授
大島まり東京大学大学院情報学環・生産技術研究所教授
柴田直東京大学大学院新領域創成科学研究科基盤情報学専攻教授
佐藤証(独)産業技術総合研究所情報セキュリティ研究センター 主任研究員
三好元介東京大学先端科学技術研究センター教授
橋琢二東京大学生産技術研究所准教授
平川一彦東京大学生産技術研究所教授

詳細目次
第1章 MRIを用いる形態、機能、代謝の可視化

第1節NMRの原理と画像化技術
1はじめに
2核スピンと分極
3NMR現象とその検出
4NMRの有する情報
5MRIの画像化技術
第2節MRI装置
1はじめに
2MRI装置の構成と動作
3信号検出系(磁気的サブシステム)
4制御・計測系(電気的サブシステム)
第3節解剖学的画像としてのMRI─正常編
1頭部MRIのルーチン画像の特徴
2大脳
3大脳白質について
4大脳基底核レベル
5海馬
6間脳
7松果体
8中脳
9橋と小脳
10延髄
11脳室系
12脊髄
13頸髄
14胸髄
15下部脊髄
第4節ヒトの解剖学的画像と病理─造影剤と画像コントラスト
1MR画像で特徴的な信号強度を示す組織
2MRI用造影剤
第5節脳機能イメージング
1BOLD効果・fMRIへの道
2高速MRI撮影法
3fMRIの実験計画とデータ処理
4解析法と生理的意味
第6節拡散MRIと灌流MRI:水の動きの検出
1序論
2水の動きの種類
3速い動きの「流れ」の検出
4コントラスト剤を用いた速い流れの検出
5遅い動きの検出
6拡散MRIの基礎
7拡散テンソル画像の原理
8拡散テンソル計測に基づいた新しいコントラスト
9白質線維の3次元構築
10まとめ
第7節MRSによる代謝解析…
1MRSの目的と対象
2MRSの測定技術
3さまざまな核種を用いる代謝解析
第8節マイクロイメージング─動物から細胞まで
1はじめに
2MRIの空間分解能
3マイクロイメージングのハードウェア
4マウスのin vivoマイクロイメージング
5ラットのin vivoマイクロイメージング
6組織・細胞レベルのマイクロイメージング
7まとめ
第9節MRIの非標準的な応用
1序論
2広幅NMR/MRI
3プラスチック
4骨のMRI
5ヒト脳の23Na画像
6熱偏極気体のMRI
7肺のMRI
8岩石
9マイクロコイルを使ったNMR
10小型(コンパクト)MRI/検査室外MRI
11アート
12まとめ
第10節MRI法の新しい展開
1超偏極を利用した高感度測定
2分子イメージング
3インピーダンスイメージング
4温度の可視化─MRIによる体内温度分布の非侵襲画像化技術─
第2章 超音波による生体情報の可視化

第1節超音波可視化技術の基礎と進歩
1超音波による可視化技術の特色
2プローブおよびビームフォーミング技術の基礎と進歩
3イメージング技術の基礎と進歩
4おわりに
第2節形態・動きの可視化
1実時間3 D超音波イメージング
2より深部、細部に迫る体腔内超音波探触子によるアプローチ
3超音波表示技術の高度化
4心筋ストレイン計測
第3節血流の可視化
1B─Flow〜coded excitationによる超音波血流映像法
2マイクロバブル・非線形映像法
3心筋コントラストエコー法
第4節組織性状の可視化
1超音波組織弾性イメージング
2IVUSによる冠動脈プラーク性状の可視化
3超音波散乱特性に基づくびまん性肝疾患の線維構造の可視化
4超音波顕微鏡による組織性状の可視化
第3章 光技術を用いた生体構造および機能のイメージング

第1節生体分光学の基本原理とその医学応用
1不均―散乱系における光の挙動
2生体系の分光特性と光診断
3多重散乱系での光伝播に関する光学特性値と基礎方程式
第2節生体系での分光測定技術
1微弱光測定技術
2生体計測の光学窓
3近赤外時間分解分光法
4新しい生体分光技術─拡散相関分光法
第3節光計測法を用いた脳機能画像表示
1小動物の光学的脳機能イメージング
2ヒト高次機能の2次元画像表示
2.1光トポグラフィ
2.2近赤外イメージング装置
3脳機能画像の3次元表示─拡散光トモグラフィ
3.1反射型時間分解トモグラフィ
3.2光拡散方程式に基づく拡散光トモグラフィ
4光イメージング法の将来と他のモダリティ
4.1マルチモダリティ計測
4.2光イメージング法の将来
第4節光と医用診断
1内視鏡による分光イメージング
2光コヒーレンストモグラフィ(OCT)
3小動物の蛍光イメージングおよび生物発光イメージング
4手術現場での光モニタリング
第5節光診断の見果てぬ夢の実現を
1マルチプローブとマルチモダリティ
第4章 生体電気・磁気で体内の機能をみる

第1節生体電気・磁気現象
1生物電気の発見
2生体磁気計測
3生体から発生する磁界
4細胞の興奮と活動電位
5無髄神経軸策が発生する磁界
6有髄神経軸策が発生する磁界
7神経細胞の電気刺激
8神経細胞の磁気刺激
第2節脳波(EEG)で何が分かるか
1はじめに
2脳電位の発生機序
3脳波計の原理
4脳波判読時の注意点
5異常脳波
6意識障害と脳波
7おわりに
第3節脳磁図(MEG)計測システム
1脳磁計の構成
2脳磁計進歩の歴史
3最新の商用機
4研究用機器の現状
5新研究の動向
第4節脳磁界計測における順問題および逆問題
1緒言
2脳磁場順問題
3脳磁場逆問題
4まとめ
第5節脳磁図(MEG)で何が分かるか
1はじめに
2体性感覚誘発MEG
3痛覚誘発MEG
4視覚誘発MEG
5聴覚誘発MEG
6高次機能に関するMEG
7おわりに
第6節MEGの臨床応用
1はじめに
2体性感覚誘発磁界
3聴覚誘発磁界
4視覚誘発磁界
5言語関連磁界
6自発脳磁界
7おわりに
第7節心電図(ECG)と心磁図(MCG)
1はじめに
2心電図・心磁図波形の成り立ち
3記録法
4心磁図の応用
5電流分布図表示による心起電力の検討
6まとめ
第8節肺磁図(MPG)計測とその応用
1肺磁界計測装置
2細胞および肺磁界測定による化学物質の有害性評価
第9節磁気刺激の理論とその応用
1はじめに
2磁気刺激のコイル
3磁気刺激の理論
4磁気刺激による脳機能の研究
5医学における磁気刺激の応用
第5章 PETによる生体機能の画像化と疾患診断

序節生体イメージング法におけるPETの位置づけ
1得られる情報
2検出の感度
3空間分解能
4時間分解能
5物理的定量性
6まとめ
第1節PET装置の原理と装置の進歩
1PET装置の原理と特性
2最新のPET装置の進歩(DOI─PET)
第2節放射性薬剤合成
1PET核種の製造と標識診断プローブの合成・品質管理
2PET診断プローブ
第3節PETによる脳機能の画像化
1PETによる脳循環・代謝機能の画像化
2精神科・神経内科領域の疾患病態解明に迫る
3脳内アセチルコリンエステラーゼ活性測定による認知症の診断
4アミロイドイメージングによるアルツハイマー病の診断
第4節PETによる心機能の画像化
1循環器領域のPET検査の役割
2心筋血流イメージング
3心筋代謝イメージング
4心筋受容体イメージング
第5節PETによる癌診断
1PETによる癌診断(臨床的有用性─FDGを中心に)
2PETによる癌診断の基礎と将来
第6節定量・モデリング
1はじめに
2コンパートメントモデル
3入力関数
4データ収集モード
5血流量定量のための基本理論
6Fickの原理
7捕獲型トレーサに対するマイクロスフェアモデルの適用
8拡散トレーサに対するクリアランスモデルの適用
9―般解
10133Xeクリアランス法(Kanno─Lassen法)
11123I─IMPを用いた局所脳血流量の定量
12一般的なトレーサ動態解析法
第6章 診断から治療まで─画像医学の最前線

第1節X線CTによる形態/機能診断
1CTの意義
2データ取得方式の進歩
3マルチスライスCTによる形態情報表示
4CTのこれから
第2節MRI診断中枢神経
1はじめに
2拡散テンソル画像
3perfusion MR
4vascular imaging
第3節最新MRI可視化技術の臨床応用: 体幹部
1はじめに
2高速撮像技術の現状
3体動補正撮像法
4全身撮像技術の実現
5心臓のMRI
6腹部MRI
7骨盤部MRI
第4節超音波造影剤による肝腫瘍の腫瘍血管の可視化…
1はじめに
2造影剤
3装置
4映像モード
5読影の実際
6肝腫瘍の鑑別診断
7まとめ
第5節循環器超音波診断─虚血性心疾患、動脈硬化、心不全の診断から治療まで─
1虚血性心疾患の診断と治療
2動脈硬化の超音波診断
3心不全の診断
4まとめ
第6節インターベンショナルラジオロジー(VascularIVR)
1はじめに
2IVRの特徴
3IVRの種類
4動脈塞栓術
5動注
6血管形成術
7ステントグラフト留置術
8門脈圧亢進症に対するIVR
9静脈拡張術
10下大静脈フィルタ
11血管内異物除去術
第7節インターベンショナルラジオロジー: 肝細胞癌に対するRF ablation
1はじめに
2どのような症例が適応か
3どのような症例が禁忌、してはいけないか
4RF装置とRF electrode(穿刺針)の選択
5手技
6成績
7合併症・問題点
8結論
第8節オープン型MRIを用いたInterventional Radiology:
生検・ドレナージ、組織温度モニタリング、凍結治療を中心に
1はじめに
2オープン型MRIと穿刺ナビゲーションシステム
3経皮的生検とドレナージ
4組織温度モニタリング
5MRIガイド下凍結治療
6おわりに
第9節画像誘導放射線治療
1はじめに〜画像誘導放射線治療とは〜
2放射線治療のプロセス
3照合画像
4kVイメージングシステム
5CTシステム
6呼吸性移動への対策
7共同開発中の新しいIGRT system
8その他
9おわりに
第10節画像誘導下ロボット手術(Image Guided Robotic Surgery)
1はじめに
2ロボット手術とは
3ロボット手術の現状
4ロボット手術の課題
5ロボット手術の発展性
6おわりに
第7章 1分子可視化と操作

第1節1分子計測で何が分かるか
1はじめに
21分子計測とは
31分子計測で分かること
4おわりに
第2節生体1分子蛍光イメージング
1はじめに
21分子蛍光イメージング技術
31分子蛍光イメージングの展開
41分子蛍光イメージングの精度上の注意点
5おわりに
第3節生体1分子操作・計測
1はじめに
2操作、計測手法
3さいごに
第4節生体分子モーター
1はじめに
2分子モーターの有する二つの重要機能
3キネシン1分子のナノイメージング
4蛍光量子ドットを用いたモータータンパク質1分子のナノイメージング
5量子ドットによる細胞内モーター分子の運動のナノイメージング
6マウス内 in vivo単粒子イメージング
7むすび :まとめと展望
第5節DNAモーター
1はじめに
2DNA分子の可視化
3DNAの操作
4RNAポリメラーゼ
5トポイソメラーゼによるDNAスーパーコイルの解消の観察
62本鎖DNAと1本鎖DNAを見分ける
7ファージのDNA詰め込みモーター
8おわりに
第6節回転分子モーターの1分子イメージング
1はじめに
2回転型ATPase/synthase
3可視化ビーズを用いた回転観察
4回転運動とATP加水分解反応
5低負荷回転プローブによるF1の回転観察
6ATPgSを用いたV1の停止位置の解析
7FRETによる回転の検出
8ATP合成方向の回転の検出
9今後の課題と展望
第7節AFMによる分子イメージング
1はじめに
2AFMイメージングの原理
3生命科学がAFMに期待する性能
4イメージングの例
5イメージング速度を律する因子
6高速化デバイス
7周波数・位相イメージング
8非侵襲性
9更なる高速化に向けて
10認識イメージング
11細胞内観察の可能性
第8節量子ドットによる可視化・がん診断治療
1はじめに
2量子ドットの原理と特徴
3量子ドットの合成・表面修飾
4量子ドットの光学特性
5量子ドットによるバイオアッセイ
6量子ドットによる生体分子センシングと細胞内分子イメージング
7量子ドットによる動物内分子イメージング
8量子ドットによるがん診断とがん治療の可能性
9おわりに
第8章 分子・細胞から動物までの分子イメージング

第1節1粒子追跡法と1蛍光分子追跡法
1はじめに
21分子追跡法
3SFMT(single fluorescent-molecule tracking) 蛍光1分子追跡法の応用例
4SPT(single-particle tracking)1 粒子追跡法の応用例
51蛍光分子ビデオイメージング法の装置と試料
6SPT(single-particle tracking)1粒子追跡法の装置と試料
7タンパク質分子の運動を1分子法で追う
8おわりに
第2節高速1粒子追跡法
1はじめに
2細胞膜分子の拡散運動に関する二つの疑問
3高速SPT法で明らかになった細胞膜の仕切り
4金コロイドプローブ標識条件の最適化
5高速SPT法の観察システム
6CMOS高速カメラの特徴
7リン脂質のホップ拡散
8二つの疑問に対する回答
9今後の展望
第3節1分子追跡による2分子共局在検出
12 色蛍光同時1分子観察系
2正格子像を使った光学系とカメラの歪み補正
31分子共局在の検出精度
4生きた細胞を試料とした2色の蛍光標識膜タンパク質の1分子運動追跡
5まとめ
第4節ラフト分子の1分子追跡
1はじめに
2細胞外刺激のない場合のラフトの構造
3刺激依存的に形成される、一時的なしかし安定化されたラフト
4おわりに
第5節低分子量Gタンパク質の活性化の1分子観察
1研究の背景
2低分子量Gタンパク質
3Ras1分子が活性化する瞬間を可視化する
4活性化Rasの細胞膜上での運動
5Rasの不活化の可視化
6今後の展望と可能性
第6節細胞膜分子の1分子牽引
1はじめに
2光ピンセット法について
3細胞膜上のホップ拡散
4新しいホップ機構「ゲートモデル」
5まとめ
第7節プロテインキナーゼCおよびジアシルグリセロールキナーゼのライブイメージング
1はじめに
2PKCとDGKの構造
3PKCとDGKと糖尿病性血管合併症
4培養細胞を用いたライブイメージング
5動物を用いたライブイメージング
6おわりに
第8節1細胞操作法
1はじめに
2電場を用いた細胞操作
3光を用いた細胞操作
4超音波を用いた細胞操作
5マイクロ流路内での細胞整列技術:シースフロー技術
6細胞検出技術
7セルソーター
8その他の細胞精製技術
9おわりに
第9節IP3ダイナミクスの可視化
1カルシウムシグナリングにおけるIP3の役割
2IP3イメージングプローブ─GFP─PHD
3IP3ダイナミクスイメージングの実際
4IP3イメージング法の中枢神経系への応用
第10節アクチン細胞骨格のダイナミクスの可視化
1はじめに
2アクチンダイナミクスを制御する分子機構
3蛍光単分子イメージングの原理とその特長
4葉状仮足中のアクチン動態解析
5Forminタンパク質の挙動解析への蛍光単分子イメージングの応用
6おわりに
第9章 流れの可視化

第1節トレーサ法
1粒子画像流速計(PIV)
2レーザ誘起蛍光法
3感圧塗料(PSP)・感温塗料(TSP)
第2節光学的可視化法(シャドウグラフ法、シュリーレン法、ホログラフィ法、スペックル法)
1はじめに
2シャドウグラフ法
3シュリーレン法
4デジタルホログラフィ法
5スペックル法
第3節赤外線応用計測
1はじめに
2基本原理
3放射率
4センサー
5二色計測法
6撮影例
第4節リモートセンシング
1大気のリモートセンシング
2海面のリモートセンシング
3海中のリモートセンシング
4地中のリモートセンシング
第5節コンピュータトモグラフィ法
1中性子ラジオグラフィ
2X線・ガンマ線とCTと流れの計測
3MRI
第6節超音波ドップラー法(UVP法)
1はじめに
2測定原理と特徴
3時空間流動場
41次元流れ
5流速ベクトル場計測
6流量計測
7むすび
第7節数値流体力学による可視化
1心臓シミュレータによるマルチスケール・マルチフィジックス解析
2脳血管におけるImage-Based Modeling and Simulation
第10章 ナノ半導体デバイス・システム可視化技術

序説
第1節暗号のLSIの理論解析技術─モジュールからの漏洩情報を利用するサイドチャネル攻撃─
1はじめに
2暗号アルゴリズム標準化と暗号モジュールの安全性
3単純電力解析
4差分電力解析
5むすび
第2節VLSIチップ故障解析技術の大系
1故障解析技術とは
2LSI内部回路の高速信号の伝播を可視化する
3回路配線の導通状態を可視化する
4基本回路の動作を観る
5単体トランジスタの動作を観る
6各種プローブ顕微鏡による微小領域の可視化技術
7故障解析のシステム化、複合機能化による故障解析精度の向上
第3節単体デバイスの内部を観る
1走査トンネル顕微鏡(scanning tunneling microscopy ; STM)の原理
2原子間力顕微鏡(atomic force microscopy ; AFM)の原理
3ケルビンプローブフォース顕微鏡(Kelvin probe force microscopy ; KFM) の原理
4KFMによるデバイス内部の電位分布測定
5KFMによる太陽電池表面での光起電力測定
6走査型容量顕微鏡(scanning capacitance microscopy ; SCM)によるトランジスタの観察
7AFMによる量子ポイントコンタクトでの電流フローの観測
8磁気力顕微鏡(magnetic force microscopy ; MFM)を利用した電流誘起磁場観察
9まとめ
第4節半導体極微細構造中の電子の動きを直接観る
1はじめに
2時間領域テラヘルツ分光技術─ 100フェムト秒の現象が見えるTDzオシロスコープ
3バルク半導体中のキャリアの非定常伝導
4半導体超格子ブロッホ振動
5まとめ

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