2019 Fiscal Year Annual Research Report
Noninvasive biomedical imaging using optical-comb microscopy
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18H01901
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
南川 丈夫 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (10637193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅原 彰文 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (00770091)
安井 武史 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (70314408)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光コム / 光学顕微鏡 / 生体イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，極限的光源である光コムを利活用し，その光強度と位相同時計測能を用いた新たな光学顕微鏡「光コム顕微鏡」を実現する．これにより，これまで実現困難であったサブマイクロメートルの分解能を有する3次元光学定数分布イメージングを実現する．また，開発した光コム顕微鏡を細胞や生体組織イメージン グへ応用することで，これまで可視化が難しかった生体組織や細胞の3次元屈折率分布・構造異方性分布・偏光解像度分布の可視化を行い，3次元光学定数分布に基づき生体構造を可視化する新たな無侵襲生体イメージング法を創出する．
２０１９年度は，２０１８年度に開発した光コム顕微鏡の改良と光学定数分布イメージングへ向けた基礎的検討を行った．研究代表者である南川が主担当として，光学系の安定化，高機能化等のさらなる改良によって時間・空間分解能限界の確認を行った．また，研究分担者の浅原が主担当として，開発した光コム顕微鏡を用いた光学定数分布イメージングを実施し，光の特徴量を抽出する特徴抽出アルゴリズムの開発を行った．さらに，研究分担者の安井が主担当として，得られた光の特徴量から，光学定数の決定法の開発を行った．その結果，光の強度と位相を捉える光コム顕微鏡の高機能化を実現することができ，光強度，位相，偏光，波長等を用いた光学定数イメージングを実現した．さらに，これらの特徴量を効果的に計測するアルゴリズムの開発および光学定数の決定法を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，開発した光コム顕微鏡の改良と光学定数分布イメージングへ向けた基礎的検討を実施し，本手法の原理検証を行うことができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は，当初の計画通り，開発した光コム顕微鏡の改良と光学定数分布イメージングへ向けた基礎的検討を実施し，本手法の原理検証を行った．そのため，今後も研究計画に則り，開発した3次元光学定数分布イメージング法を細胞および生体組織へ応用する研究を推進していく．
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[Journal Article] Lock-in-detection dual-comb spectroscopy2019
Author(s)
Koresawa Hidenori、Shibuya Kyuki、Minamikawa Takeo、Asahara Akifumi、Oe Ryo、Mizuno Takahiko、Yamagiwa Masatomo、Mizutani Yasuhiro、Iwata Tetsuo、Yamamoto Hirotsugu、Minoshima Kaoru、Yasui Takeshi
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Journal Title
OSA Continuum
Volume: 2
Pages: 1998～1998
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] 光コムを用いたスキャンレス共焦点位相イメージング2019
Author(s)
長谷 栄治, 南川 丈夫, 水野 孝彦, 佐藤 克也, 中嶋 善晶, 浅原 彰文, 美濃島 薫, 水谷 康弘, 岩田 哲郎, 山本 裕紹, 安井 武史
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Journal Title
光学
Volume: 48
Pages: 227～227
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[Presentation] Optical-frequency-comb microscopy with laser-scanning configuration for simultaneous and spectroscopic amplitude, quantitative phase and polarization imaging2020
Author(s)
Takeo Minamikawa, Shota Nakano, Eiji Hase, Akifumi Asahara, Hidenori Koresawa, Takahiko Mizuno, Hirotsugu Yamamoto, Kaoru Minoshima, and Takeshi Yasui
Organizer
SPIE Photonics West, OPTO 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] レーザー走査型光コム定量位相差顕微鏡によるバイオイメージング2019
Author(s)
中野 祥汰, 南川 丈夫, 長谷 栄治, 浅原 彰文, 水野 孝彦, 佐藤 克也, 山口 堅三, 髙成 広起, 鈴木 昭浩, 山本 裕紹, 美濃島 薫, 安井 武史
Organizer
生体医工学シンポジウム2019
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