2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of optical tomographic imaging system for in-vivo nano-vibration measurement of whole 3D structure in biological tissue
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19H02151
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
崔 森悦 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60568418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
日比野 浩 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70314317)
任 書晃 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80644905)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光コム / 干渉計測 / スーパーコンティニウム光源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、3次元ボリューム全体の断層構造と振動様態の同時計測を実現する光コムを用いた新規イメージング装置の開発を目指した。 本年度では、前年度から引き続き、二つの装置の開発を並行して進めた。
先ず、前年度に提案した新技術である、DD-MZM（Dual drive Mach-Zehnder modulator）型のEO(Electro-optics)コム発生器を導入した超高速断層振動イメージング装置を発展させ、ガルバノミラーによる空間的ビーム走査機構を追加して３次元的な計測が可能になる様に改良を行った。
次に、DD-MZM型のEOコムから分散補償ファイバーによる非線形光学効果を用いて広帯域化したスーパーコンティニウム(SC)光を光源とする、空間顕微鏡型の干渉計測装置を作成した。新たに参照光路側に正弦波位相変調を加え、従来の光コム計測法の問題点であった測定不能点の課題を解消し、振幅と位相分布両方を３次元的に同時取得可能な手法を提案した。この装置によって、深さ分解能：約30 mm、周波数掃引による深さ領域：530 mm
865(深さ）×512（縦）×640 （横）voxels/sの3次元計測を実現した。今回の改良で位相情報を導入したことにより計測平面の変位の標準偏差は19nmを達成し、数百μm～mmの広い範囲の計測領域でナノオーダーの高精度な３次元計測が可能であることが示された。
更に、昨年度に行った多波長走査en-face顕微鏡装置で提案した「スキャンと同時に振動様態を把握できる」瞬時周波数解析法の導入も検討した。光コムの正確なスキャンに合わせて3次元断層と振動振幅の空間的分布を約１秒で計測し、数10kHzのナノ振動が３次元的に可視化可能な新手法の可能性を示した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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