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長波長帯波長可変超短パルスファイバレーザを用いた高侵達多機能生体イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 15J04531
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関名古屋大学

研究代表者

川越 寛之  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光コヒーレンストモグラフィ(OCT) / 光断層顕微鏡(OCM) / 波長1.7 um帯 / スーパーコンティニューム(SC)光 / 高侵達生体イメージング / 長波長帯OCT
研究実績の概要

高侵達な生体イメージングへの応用が期待されている波長1.7 um帯超高分解能OCTの横方向分解能を向上させるために,高NA対物レンズと光ファイバの微小コアによる共焦点検出法を組み合わせた,1.7 um帯超高分解能タイムドメイン光コヒーレンス顕微鏡(OCM)システムを開発した.OCTの白色干渉効果と共焦点検出法により,深さ方向2.8 um,横方向1.3 umと3次元的に高空間分解能を実現した.開発したOCMを用いることで,マウス脳の深部(表面から約1mmまで)にあるミエリン鞘の高分解能イメージを取得することができた.このOCMシステムを昨年度開発した1.7 um帯UHR-SD-OCTに融合することで,高速,高分解能かつ高侵達な生体イメージングの実現が期待できる.
OCMによる構造情報と化学的情報の同時取得を目指して昨年度開発した,1.7 um帯高出力擬似スーパーコンティニューム(SC)光による非線形イメージングの基礎検討を行った.擬似SC光から出力される超短パルス光の中心波長を適切に選択することで,波長700 nm帯に吸収極大を持つ蛍光色素からの2光子励起蛍光発光を観察した.より高感度に化学的情報を取得するために,擬似SC光出力のさらなる高強度化や量子効率の高い蛍光色素を用いた3光子励起蛍光の活用も今後検討していく.
我々はこれまでに1.7 um帯超広帯域SC光を用いて1.7 um帯OCTの高分解能化を実現してきた.しかし,超広帯域スペクトルを利用することから,生体深部においては分解能が劣化する可能性がある.そこで,1.7 um帯UHR-OCTによる生体深部観察時の分解能の劣化の程度を,生体模擬試料を用いて定量的に評価した.結果的に,適切な波長分散の補償を行うことで,生体深部においても1.7 um帯OCTで超高分解能イメージングが行えることが分かった.この結果は,1.7 um帯UHR-OCT/OCMシステムが,生体深部の高侵達かつ高分解能なイメージングに有効であることを示している.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Optical coherence microscopy in 1700 nm spectral band for high-resolution label-free deep-tissue imaging2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanaka, T. Teranishi, H. Kawagoe, N. Nishizawa
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 6 号: 1 ページ: 31715-31715

    • DOI

      10.1038/srep31715

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-range ultrahigh resolution spectral domain optical coherence tomography in 1.7 um wavelength region for deep penetration and high resolution imaging of turbid tissue2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawagoe, M. Yamanaka, S. Makita, Y. Yasuno, and N. Nishizawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 12 ページ: 127002-127002

    • DOI

      10.7567/apex.9.127002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-power supercontinuum generation using high-repetition-rate ultrashort-pulse fiber laser for ultrahigh-resolution optical coherence tomography in 1600 nm spectral band2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanaka, H. Kawagoe, and N. Nishizawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 2 ページ: 022701-022701

    • DOI

      10.7567/apex.9.022701

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Wideband Fiber Laser Sources for Ultrahigh-Resolution Optical Coherence Tomography2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, H. Kawagoe, M. Yamanaka, and S. Ishida
    • 雑誌名

      The Review of Laser Engineering

      巻: 43 ページ: 521-525

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed ultrahigh resolution spectral domain optical coherence tomography using high-power supercontinuum at 0.8 um wavelength2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, H. Kawagoe, Y. Andou, M. Yamanaka, and N. Nishizawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 8 ページ: 082501-082501

    • DOI

      10.7567/apex.8.082501

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] High-resolution and deep-tissue imaging with full-range, ultrahigh-resolution spectral-domain optical coherence tomography in 1.7 μm wavelength region2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawagoe, M. Yamanaka, S. Makita, Y. Yasuno, and N. Nishizawa
    • 学会等名
      SPIE BiOS 2017
    • 発表場所
      San Francisco, CA
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高侵達・高分解能組織イメージングのための波長1.7μm帯フルレンジスペクトルドメインOCT2016

    • 著者名/発表者名
      川越 寛之,山中 真仁,巻田 修一,安野 嘉晃,西澤 典彦
    • 学会等名
      OPJ2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 波長1.7μm帯フルレンジ超高分解能スペクトルドメインOCTを用いた高侵達・高分解能イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      川越 寛之,山中 真仁,巻田 修一,安野 嘉晃,西澤 典彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ultrahigh-resolution spectral domain optical coherence tomography in 1.7 μm wavelength region2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawagoe, M. Yamanaka, S. Makita, Y. Yasuno, and N. Nishizawa
    • 学会等名
      CLEO: 2016
    • 発表場所
      San Jose, CA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長1.7 um帯超高分解能フルレンジスペクトルドメインOCT2016

    • 著者名/発表者名
      川越 寛之,山中 真仁,巻田 修一,安野 嘉晃,西澤 典彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength dependence of penetration depth of OCT imaging for water-rich and highly scattering samples in 0.8-1.9 um wavelength region2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawagoe, M. Yamanaka, and N. Nishizawa
    • 学会等名
      BiOS (SPIE Photonics West)
    • 発表場所
      サンフランシスコ,アメリカ
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長1.7 um帯超高分解能スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィ2015

    • 著者名/発表者名
      川越 寛之,山中 真仁,西澤 典彦
    • 学会等名
      OPJ2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of ultrahigh-resolution spectral-domain OCT system using supercontinuum source in 1.7 um wavelength region2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kawagoe, M. Yamanaka, and N. Nishizawa
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2015
    • 発表場所
      ミュンヘン,ドイツ
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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