| 研究課題/領域番号 |
15H04014
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岩井 俊昭 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80183193)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 時間領域光コヒーレンス断層撮像システム / スペクトル領域光コヒーレンス断層撮像システム / OCT / 水分布イメージング / ランバートベール則 / 水吸収スペクトル / 色素吸収スペクトル / 近赤外光 |
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| 研究実績の概要 |
本申請の研究で開発するOCTシステムは、近赤外領域における水の吸収に関するLambert-Beer則を利用してイメージングすることを基本原理としている.研究を開始するに当り、生体組織のように強い散乱が発現する場でLambert-Beer則が厳密に成立するかどうかが全く実証されていないことに注目した。この基本原則が厳格に成立することが本研究の成功の鍵であるため、実証研究を行った。その結果は、学会発表(6)と(1)にて公表した。前者においては、イントラリピッド・ファントムに対してLambert-Beer則が成立することを実証した。後者においては、散乱係数が既知のシリカ粒子と吸収係数が既知のインクを混合したファントムについて、近赤外領域では周囲媒質の吸収の影響を受けることなく散乱係数のみを決定できることを実証した。これらの結果は、生体組織に色素が存在しても、近赤外光を用いれば水の吸収だけを決定できるという原理基礎を確証したことになる。さらに、本実証実験の結果を考慮して、当初は1300nmと1480nmのスーパールミネッセントダイオード光源を使用予定であったが、水による吸収差がより大きい1050nmと1480nmのSLD光源を使用することに仕様を変更した。スペクトル領域OCTシステムについては、所有のファイバーレーザ－光源を用いて、Lambert-Beer則による色素の吸収係数の決定を実証し、学会発表(7)と(2)にて公表した。これらの研究の成果は、3編の学術論文として投稿準備中である。
学術論文(1)と(2)ならびに学会発表(3)-(5)と(9)-(11)は生体組織内の吸収分布測定の実証に関係している。学術論文(3)と学会発表(8)は、近赤外光の高速スペクトル領域OCTシステムに関係している。これらの研究は、平成28年に実施できなかった高速分光システムの構築に直接に関連する研究である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
①研究計画には予定されていないが本研究の根幹に関わる高密度媒質に対するランバートベール則の実証に成功した。
②光学系のシステム構築については、時間領域OCTシステムは構築が完了しており、水吸収の実証実験を進行中である。
③近赤外分光器と波長1050nmと波長1480nmのSLDは導入済みで有り，スペクトル領域OCTシステムの構築中ある．
④本研究に直接関係する論文は3編執筆中であるものの，平成27年度では公表することができなかった．
また、国際会議についても関連する技術の発表であり、本件研究の直接の成果とは言い難い。
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| 今後の研究の推進方策 |
（今後の推進方策）
本年度の研究目標は，上半期において２波長時間領域OCTシステムによるファントムならびに葉組織内の水分布イメージングを実施する。下半期において高速近赤外分光部を構築することならびに高速スペクトル領域OCTシステムを構築する。この高速システムを利用して、葉組織内の水動態イメージングとヒト皮膚表層組織内の水分布イメージングを試行する。
本年度の研究公表については、平成27年度の「強散乱媒質内におけるLambert-Beer則の実証」に関する研究成果を、3編の学術論文として公表する。さらに、これらの成果をまとめて、Phonics Asia SPIE/COS (北京、中国)にて発表を予定している。今年度に行なう葉組織内イメージングならびにスペクトル領域OCTによる水分布イメージングの成果は、国内会議では、秋季応用物理学会、Optics and Photonics Japan (OPJ2016)、ならびにバイオオプティクス研究会にて発表を行なう。また、研究成果のブラッシュアップを図り、Photonics West/SPIE BiOS (San Francisco, USA)にて発表を予定している。
（次年度の使用計画）
平成２７年度は，原理基礎の実証実験を行なうことに集中し，その上で光源の中心波長の見直しを行なった結果，光ファイバー光学系の設計波長の変更があった．このような理由により，研究費は物品費のみであった．また，直接に関係する学術論文の公表はなく，かつ研究発表は国内会議のみであった．平成２８年度は、実質的な実験系の構築を行い、特にシステム精度の向上のために、使用波長に特化した特注仕様ファイバーミラーを購入する。前年度の成果について国際的学術誌に３編の学術論文を発行し，国内会議10件と国際会議２件の研究発表を行なう予定であるため、旅費ならびに謝金を使用する。
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