2020 Fiscal Year Annual Research Report
Optically detected magnetic resonance imaging
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18H04165
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
武田 和行 京都大学, 理学研究科, 准教授 (20379308)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MRI / オプトメカニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに小型薄膜モジュールを開発してきた。令和2年度は、このモジュールに光共振器を組み合わせて超小型ラジオ波-光変換器を完成させた。また、このラジオ波信号ー光変換モジュールを超電導電磁石のボア内部に設置することを想定して、光学実験に用いられているケージシステムを導入して、装置を鉛直方向に組み上げた。試行錯誤を行い、精密な光学的アラインメントを達成した。その際、機械的な振動が共振器に伝播しないように、支柱の組み方を工夫したり、設計と光学素子の位置や角度調整機構の製作・性能評価・再設計を繰り返すことによって、ラジオ周波数信号の光変換実験を実施した。また開発したラジオ周波数ー光変換モジュールは、さらなる改良を加えれば、将来的に高感度になることが期待できるものの、その検出の帯域幅は従来のラジオ周波数信号検出器よりも狭くなることが予想された。そこで、広帯域検出器の使用を前提とした従来のMRIの撮像法が使えないと考え、磁場掃引を取り入れた新規撮像手法の着想を得た。そのために新たに必要となる、磁場掃引を実現するためのコイルを設計・制作するとともに、取得データからMRIの画像を再構成するためのアルゴリズムを考案してコーディングを行いソフトウェアを開発した。また、磁場掃引を用いた新規撮像手法のアイデアを実行に移し、その有効性を検証した。現在、新手法によるイメージ撮像の実現を目指して開発を続けているところである。
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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
令和２年度には、ラジオ周波数ー光変換のMRIへの適用を意識して、超電導電磁石内でのデバイスの運用を見据えてモジュールの構造を設計・制作を行なった。また、狭帯域検出器に適合した新しいMRI撮像手法に必要となる磁場掃引コイルを制作して、撮像実験まであと１歩のところまで来ているので、おおむね目標を達成することができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であるため、最終的な目標である、ラジオ周波数ー光変換MRIを実際にデモンストレーションすることに専念する。水を満たしたファントムで撮像が正常に行われていることを確認した後に、果物や野菜を試料に用いて非破壊断層画像を取得する。また、感度を向上させるためのハードウェアの調整や実験パラメータの最適化を続ける。
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Research Products
(4 results)
