可視～近赤外域分光機能型超高分解能光断層顕微イメージング

• Project Area: Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
• Project/Area Number: 17H05291
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 西澤 典彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 計測工学 / 光源技術 / 光断層計測 / 医用工学 / 広帯域光源 / バイオイメージング / 非破壊計測 / 医用光学

Outline of Annual Research Achievements

1. ファイバレーザーベース可視域OCTの開発
Yb添加高出力超短パルスファイバレーザー光源とフォトニック結晶ファイバを用いた可視域で安定に動作する広帯域光源を開発した．そして，その光源を用いて，可視域におけるOCTを開発した．分解能2.7um，感度90dBの特性を得ることができた．更に，開発した可視域OCTを用いて，生体サンプルのイメージングを行った．豚の甲状腺等のイメージングを行い，高精細なイメージを得ることができた．
2．波長1.7um帯周波数領域光コヒーレンス顕微鏡の開発
ファイバレーザーべースの波長1.7um帯SC光源と，新たに波長1.7um帯の広帯域・高分解能な分光器を開発し，NAの大きな対物レンズを活用して，長波長帯で高速に動作するOCMを開発した．開発したシステムを用いて，脳組織の微細構造を約1.7mmの深部まで観察することができた．更に，従来主に用いられていた波長1.3umとの比較を行い，波長1.7um帯ではより深部まで観測できることを確認した．
3．研究の総括
OCT・OCMイメージングの波長依存性について，考察を進めた．更に，本研究全体を考察し，総括を行った.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Wavelength Dependence of Ultrahigh-Resolution Optical Coherence Tomography Using Supercontinuum for Biomedical Imaging (2019)
  • Author(s): Norihiko Nishizawa, Hiroyuki Kawagoe, Masahito Yamanaka, Miyoko atsushima, Kensaku Mori, Tsutomu Kawabe
  • Journal Title: IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS Volume: 25 Issue: 1 Pages: 17957868-17957868
  • DOI: 10.1109/jstqe.2018.2854595
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Optical Coherence Tomography (2018)
  • Author(s): 西澤 典彦， 山中 真仁
  • Journal Title: Medical Imaging Technology Volume: 36 Issue: 3 Pages: 120-126
  • DOI: 10.11409/mit.36.120
  • NAID: 130007384466
  • ISSN: 0288-450X, 2185-3193
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Axial resolution and signal-to-noise ratio in deep-tissue imaging with 1.7-μm high-resolution optical coherence tomography with an ultrabroadband laser source (2017)
  • Author(s): H. Kawagoe，M. Yamanaka，N. Nishizawa
  • Journal Title: J. Biomed. Opt. Volume: 22巻 Issue: 8 Pages: 85002-85002
  • DOI: 10.1117/1.jbo.22.8.085002
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 可視域スーハーコンティニューム光源を用いた高分解能 OCT の開発 (2019)
  • Author(s): 須田浩太郎， 山中真仁， 西澤典彦
  • Organizer: レーザー学会 学術講演会 第39回年次大会
• [Presentation] Wideband Ultrashort Pulse Fiber Lasers and Their Applications (2018)
  • Author(s): Norihiko Nishizawa、 Jin Lei、 Masahito Yamanaka
  • Organizer: 第79回応用物理学会 秋季学術講演会
  • Invited
• [Presentation] 全ファイバ型Tm添加超短パルスファイバレーザーにより2μｍ帯スーパーコンティニューム光源を用いた光コヒーレンストモグラフィの開発 (2018)
  • Author(s): 清水 一輝、 渡邉 建太、 山中 真仁、 周 英、 齋藤 毅、 榊原 陽一、 西澤 典彦
  • Organizer: Optics & Photonics Japan 2018
• [Presentation] 高出力広帯域光源を用いた波長 1700 nm帯スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィの高感度化 (2018)
  • Author(s): 水戸川 顕大、 早川 直紀、 川越 寛之 、 山中 真仁 、 巻田 修一 、 安野 嘉晃2、 西澤 典彦
  • Organizer: Optics & Photonics Japan 2018
• [Presentation] 波長2um帯全ファイバ型Tm添加超短パルスファイバレーザー励起 スーパーコンティニューム光源を用いた光コヒーレンストモグラフィの開発 (2018)
  • Author(s): 清水 一輝、 渡邉 建太、 山中 真仁、 周 英、 齋藤 毅、 榊原 陽一、 西澤 典彦
  • Organizer: レーザー学会 第525回研究会 「ファイバレーザー 技術」
• [Presentation] Comparison of imaging properties in spectral domain optical coherence microscopy at 1300 and 1700 nm spectral region (2018)
  • Author(s): Naoki Hayakawa、MasahitoYamanaka Norihiko Nishizawa
  • Organizer: 第66回 応用物理学会 春季学術講演会
• [Presentation] 可視域スーパーコンティニューム光源を用いた高分解能OCTの開発 (2018)
  • Author(s): 須田 浩太郎、 山中 真仁、 西澤 典彦
  • Organizer: レーザー学会 第525回研究会 「ファイバレーザー 技術」
• [Presentation] 2um帯OCT用Tm添加超短パルスファイバレーザー光源の開発 (2018)
  • Author(s): 加納 秀紀，清水 一輝，金 磊，山中 真仁，西澤 典彦
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第38回年次大会
• [Presentation] 2um帯OCT?Tm添加超短パルスファイバーレーザー励起SC光源の開発 (2018)
  • Author(s): 清水 一輝，加納 秀紀，金 磊，山中 真仁，西澤 典彦
  • Organizer: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Ultrahigh resolution OCT with broadband fiber lasers (2017)
  • Author(s): N. Nishizawa，H.Kawagoe，M. Yamanaka
  • Organizer: The 6th Advanced Lasers and Photon Sources Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Optical coherence tomography in 2100-nm spectral window with a fiber laser based supercontinuum laser source (2017)
  • Author(s): T. Sato，M. Yamanaka，N. Nishizawa
  • Organizer: The 6th Advanced Lasers and Photon Sources Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ultrahigh Resolution Optical Coherence Tomography using Supercontinuum and their Wavelength Dependence (2017)
  • Author(s): N. Nishizawa，H. Kawagoe，M. Yamanaka
  • Organizer: CLEO2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 光干渉計を用いた高分解能内部計測技術 ～光コヒーレンストモグラフィー～ (2017)
  • Author(s): 西澤 典彦、川越 寛之，山中 真仁
  • Organizer: 第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • Invited
• [Presentation] Wideband ultrashort pulse fiber lasers and their applications (2017)
  • Author(s): N. Nishizawa，J. Lei，M. Yamanaka
  • Organizer: ALT17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Fiber laser based supercontinuum generation in 2.1 μm wavelength for optical coherence tomography (2017)
  • Author(s): Tomoya Sato，MasahitoYamanaka，Hiroyuki Kawagoe，Norihiko Nishizawa
  • Organizer: ASSL2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] High-resolution spectral-domain optical coherence microscopy at 1700 nm spectral band (2017)
  • Author(s): Naoki Hayakawa、MasahitoYamanaka，Hiroyuki Kawagoe、Shuichi Makita、Yoshiaki Yasuno、Norihiko Nishizawa
  • Organizer: 第78回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 1.6um高繰り返しEr添加ファイバレーザーを用いた高感度OCM (2017)
  • Author(s): 相木 喬智，山中 真仁，早川 直紀，西澤 典彦
  • Organizer: レーザー学会第511回研究会
• [Presentation] 1.7-um full-range ultrahigh-resolution spectral-domain optical coherence tomography with broadband supercontinuum source (2017)
  • Author(s): H. Kawagoe，M. Yamanaka，S. Makita，Y. Yasuno，N. Nishizawa
  • Organizer: The 6th Advanced Lasers and Photon Sources Conference
  • Int'l Joint Research
• [Book] 光コヒーレンストモグラフィー・OCT (2018)
  • Author(s): 西澤 典彦
  • Total Pages: 100
  • Publisher: 誠文堂新光社
• [Remarks] 名古屋大学大学院工学研究科電子工学専攻
  • URL: http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/optelelab/
• [Remarks] 名古屋大学西澤研究室
  • URL: http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/optelelab/