1998 Fiscal Year Annual Research Report
多波長・短パルス光による生体断層撮影システムの開発
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10558125
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
下岡 聡行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50196549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江田 英雄 島津製作所, 基盤技術研究所, 主任
福島 菊郎 北海道大学, 医学部, 教授 (70091486)
加藤 祐次 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50261582)
山本 克之 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10088867)
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| Keywords | 光応用計測 / 断層イメージング / 短パルス光 / 分光計測 / 光CT / 散乱 / 生体計測 / 医用画像 |
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| Research Abstract |
本研究は、これまで可能性の指摘にとどまってきた医療用光CT技術を具体化するため、光の多波長・短パルス化による体内情報の高度計測手法の実現ならびにその実用性を実証するシステムの開発を目的とする。具体的には、以下の研究を行った。
1. 二波長短パルス光CTの基本原理の検討
コンピュータシミュレーションにより、実験システムに要求される性能、例えば光源強度・受光系感度などを明らかにした。また、体内の酸素化分布や代謝分布などの情報を二波長の光源を用いて検出するための計測原理を求めた。さらに、短パルス光を用いた時・空間分解技術に関し、理論解析および予備実験を行い、光CT開発のための基礎的知見を得た。
2. 二波長短パルス光CT基本システムの設計
上記の結果に従い、実験システム基本部分を設計・試作した。光拡散性物質および生体組織を模擬した物質を用いて、システムの基本性能の評価を行った。とくに、二波長化および短パルス化による酸素化状態イメージングに関し、基礎実験を行った。
3. 光CT多波長化の基礎的検討
計測対象を多種の生体内機能に拡大するため、システムの多波長化をめざし基礎的検討を行った。そのため、各種生体情報の波長依存性ならびに光変調計測における周波数依存性などに関し、理論解析およびシミュレーションによる解析を行った。
これらの研究をとおし、多波長・短パルス光を用いた光CTの実現へ向け、種々の基礎的知見が得られた。その結果、マウスなど実験用小動物ならば、生体内の機能的変化を断層像としてイメージングし得るシステムの基本的可能性が確かめられた。
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[Publications] Koichi Shimizu: "Functional imaging of animal body by laser transillumination" Proceedings of CLEO'99. in press (1999)
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[Publications] Yosuke Matsunaga: "Attempt to improve imaging through random media" Proceedings of CLEO'99. in press (1999)
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[Publications] Aki Awata: "Reconstruction of absorption distribution in diffuse medium using backscattered light" Proceedings of IGARSS'98. 1. 36-38 (1998)
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[Publications] Koichi Shimizu: "Improvement of visibility is scattering random media" Proceedings of IGARSS'98. 4. 2092-2094 (1998)
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[Publications] Yoichi Onodera: "Suppression of scattering effect using spatially dependent point spread function" OSA TOPS. 21. 128-132 (1998)
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[Publications] Aki Awata: "Imaging of absorption distribution in diffuse medium using backscattered light" OSA TOPS. 21. 133-137 (1998)
