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高機能光源を用いた散乱制御による光断層計測/顕微鏡の高侵達・高解像化

公募研究

研究領域散乱・揺らぎ場の包括的理解と透視の科学
研究課題/領域番号 21H05588
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関名古屋大学

研究代表者

西澤 典彦  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード光計測・イメージング / 光応用・量子光工学 / 高機能レーザー / ファイバレーザー / 光断層計測(OCT) / 高性能レーザー / バイオイメージング / 光断層計測 / 応用光学・量子光学
研究開始時の研究の概要

本研究では,申請者が開発した電子制御型波長可変超短パルス光源による擬似的な超広帯域光や,動的な散乱素子を用いて,多重散乱によるスペックル雑音を低減した高解像・高侵達OCT/OCMを開発する.また,複数の波長における高分解能OCT/OCMイメージングを行い,散乱と侵達長の波長依存性等を解析し,散乱透視学に貢献する.

研究実績の概要

1.擬似SC光源を用いた高解像OCTイメージングとスペックルの低減
これまでに開発してきた電子制御型高出力波長可変超短パルスファイバレーザー光源を種パルスに用いて,出力の波長を高速に変調させることによって擬似的なSC光を生成した.更に,それをSD-OCTの光源に用いて,高解像OCTイメージングを行い,各種サンプルの断層イメージングを実現した.更に,光源の中心波長を変化させながらイメージングを行い,取得したイメージを加算平均することでスペックルを低減したより鮮明なOCTイメージングが得られることを実証した.測定結果は定量的に評価し,スペックル低減能を評価した.
2.1.7um帯マルチモーダルイメージングシステムの開発
脳組織などの散乱性の高い測定対象において高侵達イメージングが実現できる波長1.7um帯において,マルチモーダルイメージングシステムの開発を進めた.これまでに開発してきた超短パルスファイバレーザー技術を駆使して,波長1.7um帯に高出力超短パルスファイバレーザーを開発し,量子ドットを蛍光標識に用いて,高感度な2光子励起蛍光顕微鏡システムを開発した.更に,そのシステムにOCMを融合することで,OCMイメージングと2PEF顕微イメージングの双方を同時に行うことのできるシステムの開発を進めた.その結果,システムのベースができ,OCMイメージングまで確認することができた.現在,2PEFイメージングの実現を目指し,研究を進めている.
3.研究結果の検討と総括
研究結果の解析・検討を行った.更に,研究の総括を行った.また,学術変革領域内の特に脳研究を行っているグループと,共同研究・融合研究活動を進めた.

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 超短パルスファイバレーザー光源を用いた高分解能光干渉断層計測2023

    • 著者名/発表者名
      西澤 典彦, 榊原 陽一, 山中 真仁
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 51 ページ: 37-41

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time, high-resolution OCT using broadband supercontinuum light in the 800 nm wavelength band2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Saibara, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • 雑誌名

      ALPS2023

      巻: ALPSp1-28

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography using Tunable Quasi-Supercontinuum Laser Source2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Chen, M. Yamanaka, S. Kitajima, and N. Nishizawa
    • 雑誌名

      CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics) 2022

      巻: JW3B ページ: JW3B.152-JW3B.152

    • DOI

      10.1364/cleo_at.2022.jw3b.152

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Speckle Noise Reduction in SD-OCT at 1.7 um Wavelength2022

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Yamanaka, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa
    • 雑誌名

      SI-Thru2022

      巻: SI-Thrup-02

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speckle reduction by spectral compounding in 1700 nm SD-OCT using tunable quasi-supercontinuum source2022

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • 雑誌名

      SI-Thru2022

      巻: SI-Thru6-06

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第3の生体の窓を用いた光コヒーレンス顕微鏡による生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      山中 真仁 ,西澤 典彦
    • 雑誌名

      光学

      巻: 50 ページ: 153-159

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Supercontinuum Laser Source for 2 μm OCT with Tm-Ho co-doped Ultrashort Pulse Fiber Laser Using Single Wall Carbon Nanotube2021

    • 著者名/発表者名
      J. Yamamoto, M. Yamanaka, Y. Zhou, T. Saitoh, Y. Sakakibara, N. Nishizawa
    • 雑誌名

      CLEO2021

      巻: STh5A.5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Speckle reduced spectral domain OCT using tunable quasi-supercontinuum2023

    • 著者名/発表者名
      陳 頴、 北島 将太朗、 西澤 典彦
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会 第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 第三の生体窓波長帯における光コヒーレンス顕微鏡(OCM)/2光子励起蛍光顕微鏡(2PM)マルチモーダルイメージングシステムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      山中 健介, 山中 真仁, 榊原 陽一, 西澤  典彦
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会 第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光コヒーレンストモグラフィー(OCT)の進展2022

    • 著者名/発表者名
      西澤 典彦
    • 学会等名
      第41回日本医用画像工学会大会(JAMIT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高機能超短パルスファイバレーザ光源による高侵達 OCT/ 多光子イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      西澤 典彦, 山中 真仁
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高機能超短パルスファイバレーザーを用いた第 3 の生体の窓における生体深部イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      西澤 典彦, 山中 真仁
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域超短パルスファイバレーザー光源を 用いた生体イメージング ~生体の第3の窓 を用いた生体深部観測~2022

    • 著者名/発表者名
      西澤 典彦
    • 学会等名
      第4回光・レーザー関西2022オープンセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography Using Tunable Quasi-Supercontinuum Laser Source2022

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Masahito Yamanaka, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      CLEO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical Speckle Noise Reduction in SD-OCT at 1.7 um Wavelength2022

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Yamanaka, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      SI-Thru2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Speckle reduction by spectral compounding in 1700 nm SD-OCT using tunable quasi-supercontinuum source2022

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      SI-Thru2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High resolution and Speckle reduced OCT using tunable quasi-supercontinuum at optical window from 1600 nm to 1900 nm2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Ying, Kitajima Shotaro, Nishizawa Norihiko
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 1.7um帯SD-OCTにおけるSpeckle noise低減機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山中 健介, 山中 真仁, 西澤 典彦
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Speckle reduction by spectral compounding average in SD-OCT using tunable qiasi-supercontinuum souce2022

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      第69回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 1.7μm帯SD‐OCTにおける Speckle noise低減機構の 開発2022

    • 著者名/発表者名
      山中 健介、 山中 真仁、 西澤 典彦
    • 学会等名
      第69回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Spectral domain optical coherence tomography using Quasi-supercontinuum source at 1700 nm2021

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      第82回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 800nm帯コヒーレントSC光を用いた高分解能光コヒーレンス顕微鏡2021

    • 著者名/発表者名
      河内 彰宏, 柴山 阿恵香, 山中 真仁, 西澤 典彦
    • 学会等名
      第82回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドットの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山 大地, 山中 真仁, 湯川 博, 徳永 真登, 馬場 嘉信, 榊原 陽一, 面田 恵美子, 片浦 弘道, 西澤 典彦
    • 学会等名
      OPJ(Optics & Photonics Japan)2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 800 nm帯コヒーレントSC光を用いた高分解能光コヒーレンス顕微鏡2021

    • 著者名/発表者名
      河内 彰宏、 柴山 阿恵香、 山中 真仁、 西澤 典彦
    • 学会等名
      レーザー学会 第558回研究会 「次世代ファイバレーザー技術」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドッ トの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山 大地、 山中 真仁、 湯川 博、 徳永 真澄、 馬場 嘉信、 榊原陽、 田恵美子、 片浦弘道、 西澤 典彦
    • 学会等名
      レーザー学会 第558回研究会 「次世代ファイバレーザー技術」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 最先端ナノライフシステム研究2022

    • 著者名/発表者名
      西澤典彦,他
    • 総ページ数
      221
    • 出版者
      丸善プラネット
    • ISBN
      9784863455207
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Multidisciplinary computational anatomy2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Nishizawa, Masahito Yamanaka, et.al.
    • 総ページ数
      413
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811643248
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学電子工学専攻・西澤研究室

    • URL

      https://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/optelelab/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-10-22   更新日: 2023-12-25  

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