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工学部
システム生体工学科
大学院工学研究科
システム生体工学専攻

連絡先

住所
371-0816
群馬県前橋市上佐鳥町
460-1

電話
代表 027-265-0111



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20180803

 

 

 

 

 

 

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野村研究室へようこそ

PPG 私たちの研究室では光を中心にして新たな診断技術の可能性を探っています。

光の色は波長に対応しています。右の写真では青緑赤の3色の光を指先に当てると青よりも赤の方が指先の中の方まで光が届いていることが分かります。これは波長が長くなると体の深くまで光が届くことを示しています。さらに波長が長い光は目に見えませんが、その光を体に当てて特殊なセンサーで測定すれば、体を傷つけることなくより深くの様子が分かるかもしれません。

教科書の文字を蛍光ペンでなぞるとどこが重要なのか一目瞭然になりますが、それと同じように生体分子をこの目に見えない波長の長い光で目印をつけると、生体組織の重要な機能が正常なのかを評価できるかもしれません。このような光診断法は新しい夢の医療技術となるかもしれません。一緒に研究しませんか。

研究テーマ
○ 第二近赤外光を用いた新しい生体計測法の開発
○ 生体情報遠隔モニターシステムの応用
○ 相関分光分析法の診断への応用




(1)第二近赤外光を用いた新しい生体計測法の開発
可視光よりも波長が長い近赤外光の中でも1000 nm以上の第二近赤外光を発する蛍光色素を用いると、マウスなら無傷の頭蓋骨(左A)を通して脳の血管が見え (左B)、血栓の形成までモニターできます。また体毛を剃らなくてもリンパ節が鮮明に見えるので体液ダイナミクスも評価できます。この色素に様々な機能を持たせることで、生体機能を診るための次世代型透視技術に発展していくかもしれません(理化学研究所生命機能科学研究センターの客員研研究員として共同研究)。またこの波長領域の光は糖が強く吸収することから採血せずに血糖値の変動もモニターできそうです。

(2)生体情報遠隔モニターシステムの応用
通常の蛍光灯のもとで顔の動画を撮影して右Aの額の輝度を解析すると、皮膚の真皮層にある毛細血管を流れる血液から脈拍が計測されます(右Bの1Hz強のピーク)。この信号は様々な分野で使われています。さらに目に見えない近赤外光で顔を照らして顔からの近赤外光を特殊なカメラで撮影すると(右C)、部屋の明るさが変わっても正確に瞳孔径(右D)や瞬きなどの脈拍とは異なる生体情報を取得できます。部屋の明るさに関係ないことから眠気の研究への応用が期待されます。

(3)相関分光分析法の診断への応用
波長が長く目に見えない光もありますが、眼に見える波長であっても小さすぎて見えない光もあります。このような光をうまく使うと従来よりもはるかに高い感度で計測が可能になります。

教員
野村保友(教授)

学生
大和君(修士1年)
飯田君(学部4年)
坂本君(学部4年)
波呂君(学部4年)
須永君(学部3年)
塚原君(学部3年)
大西君(学部3年)
小嶋君(学部3年)
矢式君(学部3年)

客員研究員 
岡田富男 博士 (本学システム生体工学科元教授)

共同研究者 
神 隆  博士 (理化学研究所生命システム研究センター チームリーダー)
金城正孝 博士 (北海道大学大学院先端生命研究院 教授)
精山明敏 博士 (京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 教授)
西村吾朗 博士 (北海道大学電子科学研究所)

野村のプロフィール
略歴
1985  北大 水産学部卒業
1990  北大院 理学研究科単位取得退学
1991  理学博士(北海道大学)2860号
1990  郵政省 通信総合研究所 郵政技官
1991  北大 応用電気研究所 助手 
1992  北大 電子科学研究所 助手 
1999-
2000  文部省在外研究員(カナダ・カルガリー大学医学部)
2001  山形大工 応用生命システム工学科 助教授 
2004  山形大院 医学系研究科 准教授 
2009より前橋工科大 システム生体工学科 教授 

受賞
1992  北海道大学電子科学研究所松本羽鳥奨学賞受賞
2009  山形大学医学会学術賞受賞

学内の委員等
2011-
2014  本学システム生体工学科 学科長
2015より本学研究委員長

学外の委員等
2010-
2011  日本学術振興会科研費委員会専門委員
2012  日本学術振興会博士課程教育リーディングプログラム書面レビュア
2013-
2014  日本学術振興会特別研究員等審査会専門委員および日本学術振興会国際事業委員会書面審査委員
2015-
2017  理化学研究所生命システム研究センター客員研究員
2018より理化学研究所生命機能科学システム研究センター客員研究員

Y Nomura
Challenges and Advances in Near Infrared Spectroscopy for Evaluating Hemodynamics in Brain
Biomed Sci Eng. 3(2), 35-40, 2015

Y Nomura
Direct quantification of mitochondria and mitochondrial DNA dynamics
Curr Pharm Biotech 13:2617-2622, 2012

E Takahashi, T Takano, Y Nomura, et al.
In vivo oxygen imaging using green fluorescent protein
Am J Physiol - Cell Physiol 291: 781-787, 2006

Z Feng, T Matsumoto, Y Nomura, et al.
An electro-tensile bioreactor for 3-D culturing of Cardiomyocytes
IEEE Eng Med Biol 24(4): 73-79, 2005

Y Nomura, H Tanaka, L Poellinger, et al.
Monitoring of in vitro and in vivo translation of green fluorescent protein and its fusion proteins by fluorescence correlation spectroscopy
Cytometry 44(1): 1-6, 2001

Y Nomura, M Kinjo, M Tamura
c-fos expression and redox state of cytochrome oxidase of rat brain in hypoxia
NeuroReport 11(27): 301-304, 2000

M Nemoto, Y Nomura, C Sato, et al.
Analysis of optical signals evoked by peripheral nerve stimulation in rat somatosensory cortex: dynamic changes in hemoglobin concentration and oxygenation
J Cereb Blood Flow Metabol 19: 246-259, 1999

Y Nomura, A Matsunaga, M Tamura
Optical characterizationof hemea+a3 and copper of cytochrome oxidase in blood-free perfused brain
J Neurosci Methods 82: 135-144,1998

A Matsunaga, Y Nomura, M Tamura, et al.
Energy dependence of redox state of hemea+a3 incytochrome oxidase in perfused rat brain in situ
Am J Physiol - Cell Physiol 275(44): C1022-C1030, 1998

Y Nomura, O Hazeki, M Tamura
Relationship between time resolved and non time resolved Beer Lambert law in turbid media
Phys Med Biol. 42, 1009-1022, 1997

次世代型細胞診断をめざした画像相関分析によるオルガネラ動態スペクトロスコピー
科研費23500523基盤研究(C) 代表 野村 保友(4,000千円)2011-2015

蛍光相関分光法を用いたミトコンドリアDNA異常検出システムの開発
科研費17500299基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,600千円)2005-2008

機能性RNAをin vivoで計測するシステムの開発
NEDO機能性RNAプロジェクト C404060003 代表 野村保友(1,500千円)2006

アポトーシスによる染色体断片化および断片長分布の蛍光相関分光計測
JSTシーズ育成試験研究 02297 代表 野村保友(2,000千円)2005

神経活動に伴う内因性光学シグナルへのグリア細胞の寄与-ウイルスベクターを用いた分子生物学的アプローチ
科研費14580761 基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,600千円)200-2004

燐光プローブを用いた低酸素誘導因子が活性化される細胞内酸素濃度の測定
科研費12680821 基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,300千円)2000-2001

神経活動に依存した光散乱変化を用いる無侵襲脳活動計測の新たな試み
科研費10780490 奨励研究(A) 代表 野村 保友(600千円)1998-1999

近赤外領域の光トレーサーを利用した新しいエネルギー代謝評価法の開発
科研費09558108基盤研究(B)展開研究 代表 野村 保友(7,100千円)1997-1998

ラット灌流脳における神経活動の活性化に伴うチトクロームオキシダーゼの部分還元-近赤外光を用いた無侵襲高次脳機能測定の新たな試み-
科研費07858090 奨励研究(A) 代表 野村 保友(900千円)1995

近赤外光を用いたラット灌流脳の高次脳機能と酸素代謝の分光学的研究
科研費06858087 奨励研究(A) 代表 野村 保友(900千円)1994

2018

・第15回バイオオプティクス研究会(野村発表)

・大和君の論文がAdvanced Biomedical Engineering誌にアクセプトされました。

医工学シンポジウム(大和君、飯田君発表)

Bioengineering Hackathon 2018(大和君、飯田君参加)

システム生体工学セミナー

応用物理学会誌掲載87(7), 521-524, 2018

生体医工学会オーガナイズドシンポ(野村発表)

お花見 in 万博公園(大和君、野村参加)

理研スプリングコース2018(大和君参加)

・卒業生西本(旧姓新井)君が群馬パース大学・保健科学部・臨床工学科・助手に就任しました。

大和君卒論発表優秀賞受賞

2017

理研スプリングコース2017(大和君参加)

・第14回バイオオプティクス研究会(野村発表)

第55回日本生物物理学会年会(松尾君発表)

2016

・第13回バイオオプティクス研究会(野村発表)

日本福祉工学会第20回学術講演会(神田君発表)

第54回日本生物物理学会年会(松尾君発表)

第6回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会(宮本君発表)

2015

第12回バイオオプティクス研究会(野村発表)

第53回日本生物物理学会年会(松尾君発表)

理研スプリングコース2015(松尾君参加)