| 研究課題/領域番号 |
18K13694
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
藤井 宏之 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00632580)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 生体内光伝播 / ふく射輸送理論 / 光学特性値 / 近赤外光イメージング / 干渉効果 / 電磁波散乱理論 / 光の干渉効果 / ふく射場の干渉機構 / 生体の大域・局所構造 / 干渉散乱理論 / ふく射輸送方程式 / 光イメージングと光治療 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、生体模擬溶液である高密度なコロイド水溶液（水分子よりも大きなコロイド粒子が水に分散している溶液）を考え、光の散乱特性について理論、計算、実験より調べた。特に、コロイド粒子の濃度が高い場合に生じる、ふく射の干渉効果に着目し、干渉効果が及ぼす光散乱特性の影響について解析した。先行研究で考慮されていなかった粒径分布を厳密に取り入れた干渉効果に関する理論を電磁波散乱理論に基づいて構築し、粒径分布が干渉効果や散乱特性に強く影響を及ぼす条件を数値計算より評価した。また、反射光強度の時間分解計測を実施し、干渉効果を実験的に観察され、数値計算結果と定性的に一致していることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近赤外の波長帯域の光を用いた生体深部イメージングや治療において、生体内にどのように光が伝播しているのか予測することが重要である。光伝播の理解のためには、光の散乱や吸収を定量化する光学特性値（散乱特性と吸収特性）を、生体の各部位にて高精度に算出する必要がある。基礎研究として、生体模擬溶液である高密度なコロイド水溶液の光散乱特性を調べることが重要である。本研究では、従来考慮されていなかった粒径分布を考慮したふく射の干渉効果に関する理論を構築し、粒径分布による散乱特性への影響について明らかにした。本研究の成果は、散乱光を用いた生体深部イメージングの開発において有用な知見である。
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