2018 Fiscal Year Research-status Report

Manufacturing of solid soft phantoms simulating human tissue for the NIRS systems

Research Project

Project/Area Number	18K12139
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	谷川ゆかり国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究部門付 (20344202)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	光学ファントム / NIRS装置 / 光学特性値
Outline of Annual Research Achievements	2018年度は、ファントムの素材探索を中心に研究を行った。柔らかいファントムの素材として、主にシリコン樹脂を中心に未重合の透明な樹脂を調達した。これらの樹脂を重合させ、重合時の発熱や反応時間などを調べた。また、重合した樹脂を対象に分光光度計を用いて透過率計測を行い、硬化によるばらつきや透明度について調べた。また、散乱体・吸収体の混入方法についても混入方法や手順などについて試行を重ね、混入量や混入方法について検討を行った。シリコン樹脂は柔らかいため、ベースとなる屈折率が従来用いてきたエポキシ樹脂よりも低いため、散乱体を多く混入させる必要がある一方で、粘性の問題や硬化時間の関係で均一の試料作成は困難であったため、比較的均質な試料作成には到達できなかった。一方で、従来用いてきた硬いファントムの素材として今まで用いてきたエポキシ樹脂が製造中止となったため、代替となる樹脂についても、シリコン等の樹脂と同様、重合の状態について調べ、分光光度計を用いて透過率を調べた。さらに散乱体・吸収体の混入方法についても各種試験を行い、最適な混入方法について検討を行った。さらに、ファントム材料の一つとして広く用いられている、白色ポリアセタール樹脂については、その経年変化を調べるため、約10年前に光学特性計測を行った試料を対象に再計測を行った。得られた拡散反射率・吸収率を10年前の結果と比較し、経年変化について検討を行い、その結果を国際会議で報告した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2018年度は素材探索を中心に行う予定であり、各種樹脂を対象に素材の検討を行うことができたため、概ね順調と考えた。
Strategy for Future Research Activity	2019年度には、これら樹脂試料の探索をさらに進め、透明樹脂の計測のみならず、散乱体・吸収体を混入させた試料を作製、光学特性計測から、ヒトに近い光学特性を持たせることの可否について調べていく予定である。また、経年変化の検討においても、2018年度に計測した結果得られた拡散反射率と吸収率を用い、MC-LUT法による光学特性推定法を適用し、光学特性値についても経年変化の状況を調べ、試料の経年変化による光学特性計測への影響について調べる予定である。
Causes of Carryover	ファントムの素材検討について、従来使用してきたファントムの素材が製造中止となり、そちらについても素材探索が急務となったため、特性計測の量が増大し、素材の調達まで手が回らなかったため。次年度は今年度の繰り越し分も素材検討に投入し、素材探索を加速させる予定である。
Remarks	システム改修のため、現在データベースの公開を停止しております。（再稼働予定：2019年9月頃）