1999 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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| 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) |
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)
清水 孝一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30125322)
江田 英雄 島津製作所, 基盤技術研究所, 主任(研究職)
福島 菊郎 北海道大学, 医学部, 教授 (70091486)
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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、医療応用をめざした光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。本年度は、以下の研究を行った。
1.多波長・短パルス光CT基本部分の構築
初年度行った基礎的検討の結果を受け、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。その結果、マウスやラットなど実験用小動物に対する適用可能性が得られた。また、本手法をヒトに適用する場合の、既存装置・デバイスの性能不足など、具体的な問題点も明らかとなった。
2.CT像再構成アルゴリズムの開発
Filtered backprojectionの原理を光CTに応用するために必要な再構成法を開発した。また、光CT特有の問題である、表面付近と深部の吸光分布に対する投影特性の違いを考慮した補正法を考案し、その有効性を示した。
3.後方散乱型光CTの基礎的検討
光CTをヒト頭部へ適用することを考えると、中心部分までの断層像を得ることは、技術上困難が大きい。これに対し、大脳皮質を含む頭表付近の断層像が得られるだけでも、臨床的価値はきわめて大きい。そこで透過型ではなく、後方散乱型光CTに関する基礎的検討を開始した。
4.深さ方向吸光度分布再構成法の開発
後方散乱型光CTの基本原理となる深さ方向の吸光度分布を再構成する手法の基本部分を開発した。
これらの研究をとおし、実験用小動物には当初計画どおりの光CT装置の開発を具体的に進めた。また、人体用には、後方散乱型光CTの可能性を求めて新たな検討を開始した。
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[Publications] Y. Taka, et al.: "Transillumination imaging of physiological functions by NIR light"Proc. Of World Congress on Med. Phys. And Biomed. Eng.. (in press). (2000)
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[Publications] K. Takagi, et al.: "Application of time-resolved measurement technique to the detection of near-axis scattered light"OSA TOPS. (in press). (2000)
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[Publications] 清水 孝一: "近赤外光による生体透視イメージング"Biomedical Thermology. 19・2. 57-63 (1999)
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[Publications] 木戸岡 智志,他: "近軸散乱光の出射特性に関する基礎的検討"電気学会論文誌. 119E・6. 352-353 (1999)
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[Publications] Y. Matsunaga, et al.: "Attempt to improve imaging through random media"Proceedings of CLEO '99. 1303-1304 (1999)
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[Publications] Y. Onodera, et al.: "Suppression of scattering effect using frequency-distance relation in optical CT reconstruction"Proceedings of CLEO '99. 1305-1306 (1999)
