生体内3次元構造全体のナノ振動計測を指向した光断層撮像システムの開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02151
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 崔 森悦 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60568418)
• 研究分担者: 村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472) ; 日比野 浩 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70314317) ; 任 書晃 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80644905) ; 田中 洋介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20283343)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 光コム / 干渉計測 / 光コヒーレンストモグラフィ / スーパーコンティニウム光

研究成果の概要

本研究では、生体内3次元構造全体のナノ振動計測を指向した光断層撮像システムの開発を目指し,
主に３段階の開発を進めた。先ず３次元の生体断層スキャンと共に振動分布を計測できるヘテロダインコヒーレンスマイクロスコープの原理の検証実験によってその有用性を示し、次にコム発生器を用いた装置を構築した。20MHzスキャンレートの超高速計測を実現することで深さ分布と共に振動様態の過渡的な計測が可能な手法を提案した。最後に同光源を干渉顕微鏡に適用し、数百μm～mmの深さ範囲で高精度な３次元計測が可能な装置を製作した。生体の3次元断層と振動の空間的分布を約１秒で計測・可視化可能な新手法の可能性を示した。

自由記述の分野

光エレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

メカノバイオロジー分野において、生体内振動現象を３次元的に捉え解析する手法や装置の開発が必須である。また、生体計測分野のみならず、広い範囲の高速なナノ振動の計測と可視化はMEMSや工業製品検査などの生産現場における品質管理等、多岐に渡って重要な課題である。本研究では、これらの社会的要望に対して、光コムを用いた新たな計測手法を提案し、３次元断層計測と振動計測を同時に可能とする装置の開発を進めた。これらの技術が今後社会インフラや工業生産分野、また生体計測分野へ及ぼす波及効果は大きい。