九州大学-研究者情報 [笹山瑛由 (准教授) システム情報科学研究院電気システム工学部門]

磁性ナノ粒子のダイナミクス解明が拓く革新的診断治療技術
2020.10～2025.03, 代表者：竹村　泰司, 横浜国立大学
磁性ナノ粒子を用いた新しい診断治療技術に関する研究課題である。腫瘍等に集積させた磁性ナノ粒子に体外から比較的低い周波数の交流磁界を印加し、そのときに生じる磁気信号を検出することにより体内の画像診断が可能となる。また、より高い周波数の交流磁界を印加すると磁性ナノ粒子が発熱する。この発熱は癌の温熱治療（ハイパーサーミア）に利用することができる。交流磁界に対する磁性ナノ粒子の磁化応答（ダイナミクス）を解明し、これら診断治療の実用を目指す。.

人体内診断に向けたマルチセンサー磁気計測による磁気マーカーイメージング法の開発
2019.04～2021.03, 代表者：笹山　瑛由, 九州大学
人体内の磁気マーカーから磁気信号が十分得られるような高磁場生成・計測システムの開発を行う。続いて、複数のセンサーを配置した場合の磁気的干渉を抑制したマルチセンサー磁気計測システムの開発を行う。また、磁気マーカーから得られる磁気信号のモデル化を行い、システムの高感度・高分解能化を計る。.

体内診断に向けた磁気マーカーの高精度イメージング法の開発
2016.04～2019.03, 代表者：笹山　瑛由, 九州大学
体内診断においては細胞に結合した磁気マーカーを検出するため、この状態での磁気マーカーの磁気特性の解明は、計測システムやイメージング手法を開発する際に極めて重要となる。しかしながら、従来研究では、溶液中に分散した磁気マーカーの特性のみが調べられており、細胞に結合した場合の特性は未だ解明されていない。磁気マーカーの磁化特性は溶液中に分散した場合と細胞に結合した場合では大きく異なる。このため、本研究では、これまでに開発してきた計測システムを高度化し、様々な励起条件（磁場強度や周波数）での磁化特性を測定することにより、細胞結合時の磁気マーカーの詳細な特性を実験的に明らかにする。.

インフラ劣化評価と保全計画のための高感度磁気非破壊検査
2014.10～2019.03, 代表者：塚田　啓二, 岡山大学, JST
社会インフラの高感度磁気非破壊検査による劣化評価と保全計画において，高感度磁気センサシステムを開発することにより，従来では表面のみのきずの探査ができなかったものを，深部まで探査可能にする．
.

磁気マーカーを用いた先端バイオ免疫検査システムの開発
2014.04～2017.03, 代表者：圓福　敬二, 九州大学
磁気マーカーを用いたバイオセンシングシステムの開発を行っている．体外診断用の液相免疫検査と体内診断用の磁気イメージングシステムを開発している．磁気マーカーの特性評価，高感度磁気センサ，検査システム，検査法を共同で開発している．.

研究業績

主要原著論文

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1.	Teruyoshi Sasayama, Shuji Taue, Takashi Yoshida, AC susceptibility measurement of magnetic nanoparticles using an optically pumped magnetometer and a flux transformer, AIP Advances, 10.1063/9.0000634, 14, 015029, 2024.01.
2.	Teruyoshi Sasayama, Naoki Okamura, Kohta Higashino, Takashi Yoshida, Improvement in magnetic nanoparticle tomography estimation accuracy by combining sLORETA and non-negative least squares methods, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 10.1016/j.jmmm.2022.169953, 563, 169953, 2022.12.
3.	Teruyoshi Sasayama, Takashi Yoshida, Keiji Enpuku, Two-dimensional magnetic nanoparticle imaging using multiple magnetic sensors based on amplitude modulation, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 10.1016/j.jmmm.2020.166765, 505, 166765, 2020.07, We propose an imaging system for magnetic nanoparticles (MNPs) using multiple magnetic sensors based on amplitude modulation. The system was used to obtain two-dimensional images of two MNP samples spaced 15 mm apart at a depth of 30 mm. An AC magnetic field was used at an operating frequency of 5.4 kHz, and a third-harmonic signal generated by the MNP samples was detected using 16 pickup coils. To increase the position information of the MNP samples, the amplitude of the AC magnetic field was changed from 0.24 to 4.8 mT. The third-harmonic signals were subsequently analyzed using nonnegative least squares to image the MNP samples. The results show that the positions of the two MNP samples were estimated with good accuracy..
4.	Teruyoshi Sasayama, Yuya Tsujita, Manabu Morishita, Masahiro Muta, Takashi Yoshida, Keiji Enpuku, Three-dimensional magnetic nanoparticle imaging using small field gradient and multiple pickup coils, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 10.1016/j.jmmm.2016.10.107, 427, 144-150, 2017.04, [URL], We propose a magnetic particle imaging (MPI) method based on third harmonic signal detection using a small field gradient and multiple pickup coils. First, we developed a system using two pickup coils and performed three-dimensional detection of two magnetic nanoparticle (MNP) samples, which were spaced 15 mm apart. In the experiments, an excitation field strength of 1.6 mT was used at an operating frequency of 3 kHz. A DC gradient field with a typical value of 0.2 T/m was also used to produce the so-called field-free line. A third harmonic signal generated by the MNP samples was detected using the two pickup coils, and the samples were then mechanically scanned to obtain field maps. The field maps were subsequently analyzed using the nonnegative least squares method to obtain three-dimensional position information for the MNP samples. The results show that the positions of the two MNP samples were estimated with good accuracy, despite the small field gradient used. Further improvement in MPI performance will be achieved by increasing the number of pickup coils used..
5.	Teruyoshi Sasayama, Tomoki Ishida, Masaaki Matsuo, Keiji Enpuku, Thickness Measurement of an Iron Plate Using Low-Frequency Eddy Current Testing with an HTS Coil, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 10.1109/TASC.2016.2535366, 26, 5, 9001305, 2016.08, [URL], We applied low-frequency eddy current testing (ECT) using a high-temperature superconducting (HTS) coil in order to measure the thickness of an iron plate. Using this method, we measured changes in coil impedance when the iron plate was placed below the coil. Although low-frequency measurements were necessary to avoid the skin effect, changes in coil impedance became very small at low frequencies. For this reason, an HTS coil was used in order to sensitively measure these small changes. First, changes in the inductance L and the resistance R of the coil were measured when the iron plate was positioned 18 mm below the HTS coil, and the thickness of the plate was changed in increments from 6 to 22 mm. The results show that we were able to estimate the thickness of the plate up to 22 mm based on the changes in R when an excitation frequency of 4 Hz was used. Next, the effect of the liftoff between the iron plate and the HTS coil on the changes in L and R was studied while the liftoff was changed from 18 to 28 mm. The results show that the liftoff could be estimated from the changes in L. We were therefore able to determine the liftoff and the thickness of the iron plate by measuring changes in L and R, respectively. Results obtained from numerical simulation using the finite-element method were in agreement with the experimental results..
6.	Teruyoshi Sasayama, Takashi Yoshida, M. M. Saari, Keiji Enpuku, Comparison of volume distribution of magnetic nanoparticles obtained from M-H curve with a mixture of log-normal distributions, Journal of Applied Physics, 10.1063/1.4919268, 117, 17, 17D155, 2015.05, [URL], We studied the distributions of the magnetic moment and magnetic volume of magnetic nanoparticles (MNPs). These distributions were estimated by applying the singular value decomposition method to the M-H curve measured in the liquid phase. The estimated distributions were compared with a mixture of log-normal distributions, and two results agree well with each other. Using the estimated distribution of the magnetic moment, we also analyzed the M-H curve of immobilized MNPs in order to estimate the average value of the anisotropy energy constant Ku and the characteristic time τON that determines the Neel relaxation of immobilized MNPs. The values Ku and τON are estimated as 4 kJ/m³ and 1×10-9 s, respectively, for Resovist MNPs..

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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1.	笹山瑛由, 吉田敬, がんイメージングに向けた磁気粒子イメージングシステムの構築, 電気学会誌, https://doi.org/10.1541/ieejjournal.143.504, 2023.08, [URL].

主要学会発表等

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1.	Teruyoshi Sasayama, Naoki Okamura, Takashi Yoshida, Improvement of sensitivity of magnetic nanoparticle imaging using pickup coil array for human-sized imaging, 2020 ICME International Conference on Complex Medical and Engineering(ICME CME2020), 2020.08, Purpose: Magnetic particle imaging (MPI) is expected to be a new in-vivo biomedical imaging technique that employs the characteristics of nonlinear magnetic response of magnetic nanoparticles (MNPs). MPI systems employ a DC gradient field, however, this is the hurdle to develop a practical MPI system for human-sized imaging because of the difficulty to generate large DC gradient field. Instead of using the gradient field coils, we employ a lot of pickup coils, i.e., pickup coil array to image the distribution of MNPs. Methods: The Resovist MNP sample containing 100 μgFe was arranged in the AC magnetic field generated using an excitation coil. The third harmonic signals from MNPs were measured using 16 pickup coils that were located inside the excitation coil. To improve the sensitivity, we employed the cancelation circuit for the fundamental signal. Then, the two-dimensional concentration map of the MNP sample was obtained by solving an inverse problem with a non-negative least squares method. The estimation performance was evaluated by changing the distance between the sample and the excitation coil. Results: The peak value of the concentration map was observed in the vicinity of the position of the MNP sample. The estimation error, which is the distance between the peak position and the actual position of the MNP sample, is within 10 mm even though the distance between the sample and the excitation coil is 50 mm. Conclusion: Even though a gradient field is not used, the proposed system can estimate the position of MNP sample with good accuracy. The performance in this study suggests that the proposed system will be applicable to brain function imaging..
2.	笹山瑛由, 電磁気計測による非破壊イメージング技術, 電気学会マグネティックス研究会, 2020.03.
3.	Teruyoshi Sasayama , Wataru Yoshimura, Keiji Enpuku, Eddy current testing using square wave excitation current for detection of backside defect of steel plate, International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM), 2019.09.
4.	Teruyoshi Sasayama , Takashi Yoshida, Keiji Enpuku, Spatial distribution imaging of magnetic nanoparticles using pickup coil array, Joint European Magnetic Symposia (JEMS), 2019.08.

作品・ソフトウェア・データベース等

1.	笹山　瑛由，吉田　敬，圓福　敬二, 磁気ナノ粒子用磁気モーメント分布解析プログラム, 2014.03 磁気ナノ粒子（MNPs）のM-H特性に対し，特異値分解(SVD)法を適用することで磁気モーメント分布を求めるプログラムです． CSV形式で保存されたM-H曲線のデータファイルを読み込み，解析を行います．, [URL].

特許出願・取得

特許出願件数 4件

特許登録件数 0件

学会活動

所属学会名

IEEE

電気学会

電子情報通信学会

日本磁気学会

日本非破壊検査協会

日本鉄鋼協会

低温工学・超電導学会

学協会役員等への就任

2023.04～2024.03, 電気学会・論文委員会（Ｄ４グループ）, 幹事.

2023.04～2025.03, 日本非破壊検査協会　電磁非破壊検査を支援する逆問題解析に関する調査研究委員会, 委員長.

2023.04～2025.03, 電気学会・編修専門第1部会, 副主査.

2019.04～2022.03, 電気学会・電磁界解析による回転機の高精度性能評価技術調査専門委員会, 委員.

2019.04～2022.03, 電気学会・電磁界解析の先進技術応用技術調査専門委員会, 委員.

2022.04～2025.03, 電気学会・電磁界解析を用いた革新技術開発調査専門委員会, 委員.

2022.04～2024.03, 電気学会・電磁界解析による回転機の高精度モデリングと先進最適化技術調査専門委員会, 委員.

2021.10～2024.06, 電気学会・カーボンニュートラルに向けたエネルギー変換システムの磁気応用技術調査専門委員会, 委員.

2022.01～2023.11, 日本非破壊検査協会　2021年実施代議員, 代議員.

2021.04～2024.04, 電気学会・ものづくり技術委員会, １号委員.

2014.04～2017.03, 電気学会・電力用磁性材料の高度活用技術調査専門委員会, 委員.

2021.04～2023.03, 電気学会・編修専門第1部会, 委員.

2021.04～2023.03, 日本非破壊検査協会　電磁非破壊検査・数値解析調査研究委員会, 委員長.

2020.12～2024.06, 日本非破壊検査協会　電磁気応用部門　幹事, 幹事.

2019.04～2021.03, 日本非破壊検査協会　電磁非破壊検査・数値解析調査研究委員会, 幹事.

2018.02～2020.01, 電磁アクチュエータシステムのための磁性材料および磁気現象の技術調査専門委員会, 幹事.

2018.06～2019.03, 日本磁気学会, 論文賞・学術奨励賞選考委員会　学術奨励賞選考委員.

2017.04～2020.03, 電気学会・電力用磁性材料の評価・活用・応用技術調査専門委員会, 委員.

2016.04～2017.03, 日本鉄鋼協会, 計測・制御・システム部会計測フォーラム・若手フォーラム・座長.

2016.04～2018.03, 日本非破壊検査協会, 電磁応用現象・解析評価研究委員会　委員.

2016.04～2019.03, 電気学会・回転機電磁界解析の実用的総合評価技術調査専門委員会, 委員.

2016.04～2019.03, 電気学会・電磁界解析の高精度化技術調査専門委員会, 委員.

2015.04～2018.03, 電気学会・エネルギー変換システムの高効率・高機能化のための磁気応用技術調査専門委員会, 委員.

2015.06～2017.05, 日本磁気学会, 編集・論文委員会　論文委員.

2014.04～2015.03, 電気学会・高効率エネルギー変換のための磁気応用技術調査専門委員会, 委員.

2013.04～2016.03, 電気学会・先進電磁界解析による設計高度化技術調査専門委員会, 委員.

2013.04～2016.03, 電気学会・回転機電磁界解析に関する高度先端技術調査専門委員会, 委員.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2020.12.14～2020.12.17, 日本磁気学会学術講演会, 座長（Chairmanship）.

2020.09.26～2020.09.27, 電気・情報関係学会九州支部連合大会, 座長（Chairmanship）.

2019.03.12～2019.03.14, 電気学会全国大会, 座長（Chairmanship）.

2018.11.05～2018.11.06, International Workshop on Magnetic Bio-Sensing, Chair (Poster Presentation).

2018.07～2019.11, H31照明学会全国大会, 委員.

2018.03.14～2018.05.16, 電気学会全国大会, 幹事.

2017.09.27～2017.09.28, 電気・情報関係学会九州支部連合大会, 座長（Chairmanship） .

2017.09.19～2017.09.22, 日本磁気学会学術講演会, 現地実行委委員.

2017.03.09～2017.03.10, 日本非破壊検査協会　表面探傷シンポジウム, 座長（Chairmanship）.

2016.10.12～2016.10.15, International Workshop on Magnetic Bio-Sensing, Program Committee.

2016.09.29～2016.09.30, 電気・情報関係学会九州支部連合大会, 座長（Chairmanship）.

2015.09.26～2015.09.27, 電気・情報関係学会九州支部連合大会, 座長（Chairmanship）.

2015.09.08～2015.09.11, 日本磁気学会学術講演会, 座長（Chairmanship）.

2015.05.11～2015.05.15, Intermag 2015, 座長（Chairmanship）.

2015.03.11～2015.03.14, 応用物理学会春季学術講演会, 座長（Chairmanship）.

2014.09.18～2014.09.19, 電気・情報関係学会九州支部連合大会, 座長（Chairmanship）.

2014.09.02～2014.09.05, 日本磁気学会学術講演会, 座長（Chairmanship）.

2013.10.19～2013.10.19, 電気・情報関連学会中国支部連合大会, 会場設営補助.

2013.09.26～2013.09.27, 電気学会　静止器・回転機合同研究会, 座長（Chairmanship）.

2013.03.20～2013.03.22, 電気学会　全国大会, 座長（Chairmanship）.

2012.12.06～2012.12.07, 電気学会　マグネティックス研究会, 座長（Chairmanship）.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	日本語雑誌査読論文数	国際会議録査読論文数	合計
2023年度	28	6	0	34
2022年度	9	5	0	14
2021年度	11	1	6	18
2020年度	7	0	0	7
2019年度	9	1	0	10
2018年度	4	6	0	10
2017年度	8	0	1	9
2016年度	4	0	0	4
2015年度	6	0	0	6
2014年度	5	3	0	8
2013年度	2	0	8	10
2012年度	2	0	0	2

その他の研究活動

海外渡航状況, 海外での教育研究歴

University College London, London, UnitedKingdom, 2022.06～2022.06.

National Taiwan Normal University Gongguan Campus, Taipei City, Taiwan, 2019.11～2019.11.

International Conference Room, Grand Metropark Hotel, Nanjing, China, 2019.09～2019.09.

International Conference Room, Wardman Park Marriott in Washington, Washington DC, USA, UnitedStatesofAmerica, 2019.01～2019.01.

International Conference Room, Hawaii Covention Center Oahu, Hawaii, UnitedStatesofAmerica, 2018.07～2018.07.

International Conference Room, Marina Bay Sands Convention Center, Singapore, Singapore, 2018.04～2018.04.

International Conference Room, Queens Palace Hotel, Bio-late, Wuhan, China, 2017.10～2017.10.

International Conference Room, Convention Centre Dublin, Dublin, Ireland, 2017.04～2017.04.

University of British Columbia, Vancouver, Canada, 2016.05～2016.06.

International Conference Room, Hilton San Diego Bayfront, California, UnitedStatesofAmerica, 2016.01～2016.01.

University of California, Santa Cruz (UCSC), Stanfort University, UnitedStatesofAmerica, 2015.11～2015.11.

International Conference Room, China National Convention Center, China, 2015.05～2015.05.

International Conference Room, International Congress Center Dresden, Germany, 2014.05～2014.05.

International Conference Room, Hilton Hawaiian Village Beach Resort in Honolulu, Hawaii, UnitedStatesofAmerica, 2014.11～2014.11.

International Conference Room, Hilton Budapest, Hungary, 2013.06～2013.07.

International Conference Room, Sinoway Hotel, China, 2011.05～2011.05.

International Conference Room, Crowne Plaza Surfers Paradise Hotel, Australia, 2010.07～2010.07.

受賞

Best conference paper award, CME (Complex Medical Engineering), 2020.08.

電気学会全国大会功労賞, 電気学会, 2018.03.

平成28年度　表面3部門　若手研究　優秀賞, 日本非破壊検査協会, 2017.06.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2021年度～2024年度, 基盤研究(B), 代表, 高感度磁気センサアレイによる磁気ナノ粒子のリアルタイムイメージングシステムの開発.

2020年度～2024年度, 基盤研究(S), 分担, 磁性ナノ粒子のダイナミクス解明が拓く革新的診断治療技術.

2019年度～2021年度, 若手研究, 代表, 人体内診断に向けたマルチセンサー磁気計測による磁気マーカーイメージング法の開発.

2016年度～2018年度, 若手研究(B), 代表, 体内診断に向けた磁気マーカーの高精度イメージング法の開発.

2014年度～2014年度, 基盤研究(A), 分担, 磁気マーカーを用いた先端バイオ免疫検査システムの開発.

2012年度～2012年度, 基盤研究(A), 分担, 省エネモータ開発のためのインバータ駆動時の実状態考慮磁界解析と実証実験.

2009年度～2011年度, 特別研究員奨励費, 代表, 複合的MRI情報を考慮したEEG空間フィルタに基づくBMIシステムの構築.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2014年度～2018年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 分担, インフラ劣化評価と保全計画のための高感度磁気非破壊検査.

寄附金の受入状況

2021年度, 電気通信普及財団, 研究調査助成.

2020年度, 電気通信普及財団, 研究調査助成.

2020年度, 日本非破壊検査協会, 研究助成金.

2019年度, 日本鉄鋼協会, 鉄鋼研究振興助成.

2018年度, マツダ財団, 科学技術研究助成.

学内資金・基金等への採択状況

2014年度～2014年度, 九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト（Ｐ＆Ｐ）研究計画書（新規・ＦＳタイプ）
, 代表, 磁気マーカーの組成分析法の精度向上に関する研究.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。

QIR　九州大学学術情報リポジトリシステム情報科学研究院

システム情報科学研究院


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