ファンクショナル反射光トモグラフィによるラット大脳皮質の神経活動電位の計測

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480293
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 春名 正光 大阪大学, 医学部, 教授 (20029333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧 敦 (株)日立製作所, 研究員 ; 近江 雅人 大阪大学, 医学部, 助手 (60273645) ; 彼末 一之 大阪大学, 医学部, 教授 (50127213)
• Keywords: ファンクショナル反射光トモグラフィ / コヒーレンスゲート(OCT) / 神経活動電位 / 生体屈折率測定 / 脳機能計測

Research Abstract

本年度は、f-ORT測定システムの構成と、ラット大脳皮質の神経活動電位に伴う一次元的な屈折率変化および吸光度変化の測定とデータの分析に主眼を置いて研究を進めた。
(1)発光ダイオード(LED)、ハロゲンランプおよびフェムト秒レーザパルスを光源として、分解能1〜5μm、到達深度>1mmの高分解能光トモグラフィ(OCT)を実現した。上述の光トモグラフィ光学系を単一モード光ファイバカップラーを用いて構成することでノイズが低減し、断層イメージの画質が著しく改善された。
(2)上述の波長0.8μm対光トモグラフィに加え、波長1.3μm光トモグラフィを検討し、到達深度2mm以上に拡大することができた。さらにLD(レーザダイオード)を光源とする共焦点光学系を組み合わせてコヒーレンスゲート・共焦点光学系を構築した。
(3)in vivo計測のキーポイントとなる照射光ビーム走査系を落射系で構成し、神経活動の2次元光計測法と併用できる装置を設計・試作した。
(4)コヒーレンスゲート(OCT)によるラット大脳皮質の断層構造をイメージングし、ひげマトリックスからの投射領域(興奮伝搬領域)、または音刺激による大脳皮質聴覚野を特定し、f-ORTの基礎実験を行った。
(5)心拍に同期してOCTイメージおよび共焦点干渉を取得し、対応するラスター信号から深さ方向の屈折率および吸光度の変化を抽出した。

Research Products

• [Publications] Masamitsu Haruna: "In situ tomographic observation of tissue surface during laser ablation"Proc. SPIE, Progress in Biomed. Opt. & Imaging. Vol.4257. 329-333 (2001)
• [Publications] Masato Ohmi: "Optical reflection tomography along the geometrical thickness"Proc. SPIE, Progress in Biomed. Opt. & Imaging. Vol.4251. 76-80 (2001)
• [Publications] 春名 正光: "光コヒーレンストモグラフィ(OCT) -原理と開発の現状-"臨床消化器内科. Vol.16. 131-133 (2001)
• [Publications] 春名 正光: "生体のマイクロ光診断と実サイズ光トモグラフィ"O Plus E. Vol.23. 86-89 (2001)
• [Publications] Masato Ohmi: "Optical reflection tomography along the geometrical thickness toward in vivo imaging of biological tissue"Conf. Lasers & Electro-Optics (CLEO/PR2001). Technical Digest. 356-357 (2001)
• [Publications] Rhyu Konoshita: "Measurement of calcium of biological tissues along the depth by laser ablation"Conf. Lasers & Electro-Optics (CLEO/PR2001). Technical Digest. 238-239 (2001)
• [Publications] Masamitsu Haruna: "Novel Low-coherence interferometric technique in biomedical measurement and imaging"Joint Symposium on Bio-Sensing and Bio Imaging. Technical Digest. (2001)
• [Publications] Masato Ohmi: "Comparison of 0.8μm and 1.3 μm images of optical coherence tomography using fiber-optic low-coherence interferometers"The 8th Microoptics Conf. (MOC'01). Technical Digest. 88-91 (2001)
• [Publications] 春名 正光: "光コヒーレンストモグラフィ(OCT)"O plur E. Vol.24. 168-171 (2002)