2000 Fiscal Year Annual Research Report

光CTの実現を目指した生体内音響光学特性に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number	11780627
Research Institution	Hokkaido Institute of Technology
Principal Investigator	北間正崇北海道工業大学, 工学部, 助教授 (50285516)
Keywords	光CT / 散乱 / 回折 / 屈折 / 生体計測 / 光計測 / 超音波計測 / 無侵襲計測
Research Abstract	光を用いた生体断層イメージング(光CT)は、生体内の形態・機能情報を分光学的手法により取得することが可能な医療上実用性の高い新技術である。しかしその実現には生体内の光散乱に起因する空間分解能の低下が大きな問題となっており、国内外で多くの研究が行われている。本研究では空間分解能の向上を目指して、超音波の照射により光が変調される現象(音響光学効果)を光生体計測に応用することを考え、基礎的検討を行ってきた。前年度の研究では、生体透過光、後方散乱光の何れに超音波変調を加えた場合においても光CTへの適用可能性を示すことが出来た。本年度は特にCT化の可能性が高い透過変調光の検出に焦点を絞り更なる検討を行った。以下に得られた知見を述べる。 1.スペックルパターン変化の計測による検出感度の向上生体のような強散乱条件下では透過変調光が微弱となりS/Nが大きく低下する。この問題について2次元センサ(CCDカメラ)を用いて、変調に伴うスペックルパターンの変化量を検出することにより検出感度の向上を目指した。その結果、超音波照射に伴うパターン変化が十分なS/Nで観測され、総輝度値を指標とすることで検出感度向上の可能性が示された。 2.光、超音波のパルス化による局所情報の取得スペックルパターンの計測に加えて更なる空間分解能の向上を目指し、超音波と光をともにパルス化する新たな手法を提案し、その有用性を実験的に検証した。この手法は生体内で超音波パルスが光軸を横切る瞬間にのみ光を照射し、シャッタを開放したCCDカメラによりスペックルパターン変化を検出するものである。結果として、スペックルパターンの計測による高S/N特性は維持されつつ超音波の連続照射に比べて明らかな空間分解能の向上が示された。以上、本研究の結果は光CT実現の妨げとなっている光散乱の問題に対し、音響光学効果を応用した新手法による解決の可能性を示したものである。

Research Products
(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] Koichi Shimizu: "Fundamental Study on Near-Axis Scattered Light and Its Application to Optical Computed Tomography"OPTICAL REVIEW. Vol.7 No.5. 383-388 (2000)
[Publications] Kentaro Takagi: "Application of time-resolved measurement technique to the detection of near-axis scattered light"TRENDS IN OPTICS AND PHOTONICS. Vol.38. 441-443 (2000)
[Publications] Koichi Shimizu: "Attempt to detect near-axis scattered light by spatial and temporal techniques"Proceedings of PIERS 2000. 307 (2000)
[Publications] 北間正崇: "近軸散乱光を用いた光CT実現のための基礎的検討"日本ME学会生体情報の可視化技術研究会資料. 2000年第1回. 15-21 (2000)
[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討"日本ME学会生体情報の可視化技術研究会資料. 2000年第1回. 22-27 (2000)
[Publications] 加藤祐次: "散乱角差分と時間分解による近軸散乱光抽出の試み"第1回生体医用光学研究会資料. Vol.1. 134-137 (2000)
[Publications] 中村和明: "後方散乱光による超音波変調型光イメージングに関する基礎的検討"日本ME学会北海道支部大会講演要旨集. 18 (2000)
[Publications] 清水孝一: "光CTのための近軸散乱光利用に関する基礎的検討"医用電子と生体工学. Vol.38 Suppl.2. 56 (2000)
[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討(II)-スペックルパターンの変調-"電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 347 (2000)
[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討(III)-後方散乱光の応用と変調光検出感度の向上-"日本超音波医学会基礎技術研究会資料. Vol.100 No.4. 26-29 (2000)
[Publications] 中村和明: "音響光学効果を用いた生体の光イメージングに関する基礎的検討"北海道工業大学研究紀要. 第29号(掲載予定). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

光CTの実現を目指した生体内音響光学特性に関する基礎研究

Principal Investigator

北間 正崇 北海道工業大学, 工学部, 助教授 (50285516)

Research Products

[Publications] Koichi Shimizu: "Fundamental Study on Near-Axis Scattered Light and Its Application to Optical Computed Tomography"OPTICAL REVIEW. Vol.7 No.5. 383-388 (2000)

[Publications] Kentaro Takagi: "Application of time-resolved measurement technique to the detection of near-axis scattered light"TRENDS IN OPTICS AND PHOTONICS. Vol.38. 441-443 (2000)

[Publications] Koichi Shimizu: "Attempt to detect near-axis scattered light by spatial and temporal techniques"Proceedings of PIERS 2000. 307 (2000)

[Publications] 北間正崇: "近軸散乱光を用いた光CT実現のための基礎的検討"日本ME学会生体情報の可視化技術研究会資料. 2000年第1回. 15-21 (2000)

[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討"日本ME学会生体情報の可視化技術研究会資料. 2000年第1回. 22-27 (2000)

[Publications] 加藤祐次: "散乱角差分と時間分解による近軸散乱光抽出の試み"第1回生体医用光学研究会資料. Vol.1. 134-137 (2000)

[Publications] 中村和明: "後方散乱光による超音波変調型光イメージングに関する基礎的検討"日本ME学会北海道支部大会講演要旨集. 18 (2000)

[Publications] 清水孝一: "光CTのための近軸散乱光利用に関する基礎的検討"医用電子と生体工学. Vol.38 Suppl.2. 56 (2000)

[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討(II)-スペックルパターンの変調-"電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 347 (2000)

[Publications] 中村和明: "超音波変調光による生体の光イメージングに関する基礎的検討(III)-後方散乱光の応用と変調光検出感度の向上-"日本超音波医学会基礎技術研究会資料. Vol.100 No.4. 26-29 (2000)

[Publications] 中村和明: "音響光学効果を用いた生体の光イメージングに関する基礎的検討"北海道工業大学研究紀要. 第29号(掲載予定). (2001)

北間正崇北海道工業大学, 工学部, 助教授 (50285516)