第４９回産総研・新技術セミナー開催案内主催：国立研究開発法人産業技術総合研究所東北センター仙台青葉サイト後援：（地独）青森県産業技術センター、一般社団法人東北経済連合会拝啓皆様にはますますご健勝のこととお喜び申し上げます。さて、地域発イノベーションの創出による地方創生を目指して、東北の企業の技術力強化に結び付く技術シーズを詳細に紹介する「第４９回産総研・新技術セミナー」を開催致します。今回は、近赤外分光技術を応用し、東北のリーディング産業である食品製造産業を対象に公設試と企業の連携で取り組んだ食品の非破壊検査装置の開発事例と産総研の脳機能計測技術について話題提供いたします。この機会にぜひ皆様の研究開発にお役立てください。敬具記日時平成２８年２月１６日（火）１３時２０分～１６時００分会場産総研仙台青葉サイト（東北サテライト）会議室〒980-0811 仙台市青葉区一番町 4-7-17小田急仙台ビル３階 TEL: 022-726-6030 URL: 技術課題・プログラム http://unit.aist.go.jp/tohoku/asist/ 近赤外分光技術を応用したイノベーション事例の紹介－①公設試と企業の連携による食品検査装置の開発、②産総研の脳機能計測技術への応用－挨拶・趣旨説明：１３時２０分～１３時３０分国立研究開発法人産業技術総合研究所東北センター所長松田宏雄講演１：１３時３０分～１４時２０分「近赤外分光法による食品の非破壊検査装置の開発」青森県知的財産支援センター花松憲光知財活用マッチングプランナー（元青森県産業技術センター理事、現㈱カロリアジャパン取締役会長兼研究総括代表）講演２：１４時２０分～１５時１０分「近赤外脳機能計測装置の高信頼化手法の開発」産総研人間情報研究部門脳機能計測研究グループ谷川ゆかり主任研究員休憩（２０分）：この間、希望者は名刺交換をお願いします。相談会：１５時３０分～１６時００分（要予約）参加費無料定員２５名申込方法 E-mailで（件名：第49回新技術セミナー参加申込）、①参加者名、②所属機関、③役職、 ④電話番号（緊急連絡先として使用しますので、参加者全員の番号を記入ください）、⑤E-mailアドレスを新技術セミナー事務局（[email protected]）宛てお送り下さい。代表申込者宛て、受付完了メールを事務局より差し上げます。受付完了メールが届かない場合は、お手数ですが、022-726-6030（担当者大柳）まで電話をお願いいたします。また、セミナーでは質問しにくいことを個別に講師に質問するなどの簡単な相談をご希望の場合は、 ⑥相談希望（講師名）と明記ください。（先着１～２件。講師の都合によりお受けできない場合もございます。）申込先新技術セミナー事務局 E-mail: [email protected] 申込締切平成２８年２月１２日（金）（※定員に達し次第締め切ります。）趣旨説明国立研究開発法人産業技術総合研究所は、産業のニーズを踏まえた技術の「橋渡し」を加速するため、「役立つ技術」の創出を目指した目的基礎研究の強化、企業・産業界の技術ニーズ情報の集約・分析による技術マーケティングの強化、地域発イノベーション創出による地方創生を目指した地域の中堅・中小企業の技術力の強化に取り組んでいます。産総研・東北センターでは、これまで東北地域企業の技術力の強化に向けた取り組みとして、産総研の技術シーズを紹介する「産総研・新技術セミナー」を開催してまいりましたが、新たな取り組みとして、地域の産業ニーズに精通し、技術開発のための資源と人材を有する公設試験研究機関と協働して、東北地域に必要な技術シーズを紹介することにいたしました。今回は、青森県産業技術センターが地域企業と共同で取り組んだ近赤外分光技術を利用した食品検査装置の開発事例および産総研の脳機能計測への応用事例と海外展開に重要な国際標準化の取り組みについて紹介いたします。近赤外分光装置は比較的安価で、空洞化の進行により新事業を模索する東北の電子部品・デバイス製造業にとって開発に取り組みやすいものと考えます。この機会に開発研究の参考にしていただければ幸いです。「近赤外分光法による食品の非破壊検査装置の開発」近年、近赤外分光法は非破壊的な検査法として、農産物や食品分野等の糖、タンパク等の成分分析、気象観測や農産物生育状況等のリモートセンシング技術の幅広い分野に応用されています。私共は青森県内の中小企業のメカトロニクス分野の産業の活性化と人材の育成を目的とする事業の一環として 1989 年から「食品の近赤外分光法による非破壊検査装置の研究開発」を企業の公募による産学官連携体制で実施してきました。これまでに、１）リンゴの携帯用糖度計、２）食品のカロリー測定装置、及び３）毛髪探知装置等に関する研究開発を行い、実用化・商品化に寄与してきました。これら研究開発に至る背景と目的や実施体制、及び主な要素技術等について紹介します。１）リンゴの携帯用糖度計の開発１）（1989 年～1998 年：特許 3 件） 1989 年頃、非破壊的な小型のリンゴ糖度計は市販されていなく、生産者から切望されていました。本装置の分光光学系には駆動部がなく高速に波長測定が可能な分光方法であるポリクロメータを設計し、光ファイバーによる反射式近赤外分光で分解能や明るさが十分な性能を有した非破壊かつ小型の糖度計測装置であることを特徴としています。 1998 年 2 月に東和電機工業㈱（青森県藤崎町）から商品名「アマミール」（図１）を製造・販売しました。２）食品のカロリー測定装置の開発 2）（1998 年～2005 年：特許 2 件、海外５カ国） 1998 年に「近赤外領域において、食品のカロリーに帰属する波長が存在する」という仮説を提唱し、近赤外分光法による食品のカロリーに関する研究を開始しました。カロリー測定のための帰属波長を見出し、それら帰属波長による回帰式を組み込んだカロリー測定装置を開発しました。2005 年に食品のカロリーを測定テーブルに置き、ボタン一つで計測できる装置を㈱ジョイ・ワールド・パシフィック（青森県平川市）図２．食品のカロリー測定装置から商品名「カロリーアンサー」（図２）を製造・販売しました。３）毛髪探知装置の開発３）（2009 年～2014 年：特許 3 件）食品製造業界において、毛髪等の体毛（毛髪等）の異物混入が課題となっていますが、有効な装置や技術が開発されていません。本研究開発は県内ベンチャー企業㈱カロリア・ジャパン（青森県十和田市）の基礎研究による特許２件を技術シーズとして、平成２３年度補正戦略的基盤技術高度化事業で実用化研究を行ったものです。本装置は、一般的な食品に含まれていない毛髪類の主成分であるケラチン（シスチン）を近赤図３．毛髪探知装置外分光法で検出する方法、光スイッチを応用した多点全方位検出法、及びＳＶＭ法の応用による高速・高精度な判別技術で構成していることを特徴としています。現在は菓子類製造会社に設置し、長期間にわたる耐久性と精度に係る実証試験を実施しています。2018 年の前期に商品化（図３）を予定しています。参考文献１）T. Temma, K. Hanamatsu, F. Shinoki : Near Infrared Spectrosc.,10(2002), 77 ２）K. Hanamatsu, K. Miura, T. Okayama, M. Hanamatsu, M. Yamahata : The Review of Laser Engineering, 39(2011), 243 ３）花松憲光, 小野浩之, 小田桐英夫, 沢隆裕, 三浦克之：JP Patent 4104075 (2008) 「近赤外脳機能計測装置の高信頼化手法の開発」近年、非侵襲の脳機能計測法において、核磁気共鳴断層画像撮影装置（MRI）や陽電子放射断層撮影装置（PET）などの優れた脳機能イメージング装置の出現により、脳機能の研究は飛躍的に進歩してきています。しかし、これらの計測法は拘束性が高く、長時間のモニタリングが困難であるなどの問題があります。一方、近赤外光を用いた生体の機能イメージング装置（NIRS 装置）はこれらの計測法に比べ、空間分解能や脳深部計測などでは劣るものの、特殊な測定室は必要なく、低い拘束状態で計測可能な非侵襲計測法です。波長 700～900 nm 程度の近赤外光は、生体に対し比較的高い透過性があります。この波長範囲で、酸素を多く含むオキシヘモグロビンと酸素の少ないデオキシヘモグロビンの分光スペクトルが異なることを利用してヘモグロビン濃度変化や酸素飽和度を求めることができます。これが近赤外分光法（NIRS）の原理です。 NIRS の計測法には、主として、連続光（通常のレーザー光）と光検出器で構成される簡便・小型・安価で、長時間リアルタイムで測定ができ、脳内の素早い代謝変化にも追従が可能な連続光計測法と、パルス光源と高速光検出器を用いて定量的な計測が可能な時間分解計測法の 2 種類があります。連続光型の装置はこの簡便性を生かし、光トポグラフィーなどの装置が製品化され、脳機能研究や運動計測など各種計測にも応用されています。生体組織は光を散乱させるため、照射光は生体をまっすぐ透過せず、光源―検出器間距離よりもはるかに長い経路を進み、検出器に到達します。連続光型装置で得られた信号は、「ヘモグロビン（Hb）濃度」と光が通過した経路の長さ「実効光路長」の積の変化量を示しますが、「実効光路長」の計測手段がないため、Hb 濃度の定量測定ができません。さらにこの信号は、光が通った経路内の変化を全て含んでいます。例えば、脳機能の計測をする際に、顔が紅潮するなど皮膚表面近くの血流が変化すると、得られた信号には皮膚表面の血流変化も含まれてしまいます。また、計測中に姿勢が大きく変化すると、光ファイバと皮膚の設置状態が変化して、光が通過する経路が変わることもあります。産業技術総合研究所脳機能計測研究グループでは、NIRS 装置による脳機能計測の原理と生理学的な機序への考察に基づき、様々な外乱に対し安定な計測を可能とする手法の開発を行い、より信頼度の高い脳機能計測技術の実現を目指しています。その一環として、皮膚表面の血流変化の影響を除去する手法の開発や、光ファイバを皮膚に安定に設置させるためのホルダーの開発を行っています。また、計測装置の安全性および性能を担保するための国際標準の策定にエキスパートとして参加、昨年 6 月には国際規格 IEC／ISO80601-2-71 となりました。さらに、NIRS 計測の定量化を目指し、時間分解計測装置の開発も行っています。本件では、これらの研究についてご紹介します。