2021 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of un-staining and non-invasive diagnosis technique of cancerous tissues using circularly polarized light emitting diodes
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19H04441
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西沢 望 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80511261)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
口丸 高弘 自治医科大学, 医学部, 講師 (10570591)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 円偏光 / 生体工学 / がん診断 / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、円偏光散乱を用いたがん診断技術の開発のため、①散乱機構の解明、②適用範囲の明確化、③実際の素子開発と実証に取り組んでいる。今年度は主に②の検証をさらに進め、シミュレーションの高精度化とそれに基づいたがん深達度計測およびスキルス胃がん検出の検証、生体模型作製手法の検討、また③がん検出デバイス開発を目指した構成素子の検討に注力した。
１．生体組織の光学定数を実験的に計測し、シミュレーションの精度向上を行った。前年度も同様の実験を行ったが精度と導出に課題があったため、それらを克服した。結果、600 nmと950 nmの２つの波長を本手法の最適波長とした。
２．前年度に実施したがん／健常構造および健常／がんの二層構造に対する深達度計測のシミュレーションをさらに進めた。結果、いずれも1.0mm程度までの深さを0.2mm程度の精度で検出できることが明らかとなった。
さらには、健常組織中にがん細胞が離散的に存在する瀰漫性がんとしてスキルス胃がんをモデルに検出の可否を検討し、こちらもがん細胞の存在確立20％程度においても有意な差異が得られ検出の可能性を示唆する結果が得られた。
３．提案時に計画していた手法では測定上必要な厚さの生体模型を作製するのが困難であったため、材料及び作製手法を再検討した。前述のシミュレーション結果により、散乱体と溶媒の屈折率比が重要であることが明らかとなったため材料の組み合わせやプロセス手順を検討した。結果必要な膜厚の模型の作製に成功した。今後、模型の光学特性の評価などが必要である。
４．提案デバイス構造の１０倍模型の作製に取り組んだ。既存のLEDと円偏光フィルタからなる円偏光発光素子を試作し円偏光発光及び受光の精度を検証した。また必要な放物面鏡とその偏光精度に対する検証も行った。今後、さらなる素子の高精度化とデバイスの組み立て、実証に進む必要がある。
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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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