超低磁場マルチモダリティ磁気共鳴画像システムの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22650116
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小林 哲生 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40175336)
• 連携研究者: 笈田 武範 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70447910)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 原子磁気センサ / MRI / MCG / 光ポンピング / 医用イメージング / MEG

研究概要

本研究では、超高感度な光ポンピング原子磁気センサ(OPAM)により脳磁図などの他のモダリティと融合可能な超低磁場マルチモダリティMRIシステムの開発を目的に研究を行った。まずOPAMの高感度化のためK原子またはRb原子を混合したハイブリッド型を提案し高感度化が可能であることが実証した.次に,超低磁場MRIの実現に向けて,フラックストランスフォーマとOPAMを組み合わせたMR信号の遠隔計測に関して理論的検討と実測による検証を行った.その後,日本初となるMR信号とヒトの心磁図分布の計測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A thermalnoise calculation method for precise estimation of signal-to-noise ratio of ULF-MRI (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Yamashita, Takenori Oida, Shoji Hamada and Tetsuo Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 巻: Vol.215 ページ: 100-108
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmr.2012.01.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting rotating magnetic fields using optically pumped atomic magnetometers for measuring ultra-low-field magnetic resonance signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Takenori Oida, Yosuke Ito, Keigo Kamada and Tetsuo Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 巻: Vol.217 ページ: 6-9
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmr.2011.12.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光ポンピング原子磁気センサを用いたMR信号検出のための磁場分布解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土田昌宏, 笈田武範、小林哲生
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: Vol.132、No.3 ページ: 220-226
  • URL: http://dx.doi.org/10.1541/ieejfms.132.220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field mapping and biaxialvetor operation for biomagnetic appicationsusing high-sensitivity optically pumpedatomic magnetometers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuji Taue, Yasuyuki Sugihara, Tetsuo Kobayashi, Kiyoshi Ishikawa and Keigo Kamada
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 ページ: 11604-1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity improvement of spin-exchange relaxation free atomic magnetometers by hybrid optical pumping of potassium and rubidium (2011)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Ito, Hiroyuki Ohnishi, Keigo Kamada, Tetsuo Kobayashi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.47, No.10 ページ: 3550-3553
  • DOI: DOI:10.1109/TMAG.2011.2148191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of flux transformer for ultra-low field MRI systems with optically pumped atomic magnetometers (2011)
  • 著者名/発表者名: Takenori Oida, Yuta Kawamura and Tetsuo Kobayashi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.47, No.10 ページ: 3074-3077
  • DOI: DOI:10.1109/TMAG.2011.2156765
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pump laser power dependent bandwidth and sensitivity of optically pumped atomic magnetometers (2011)
  • 著者名/発表者名: Keigo Kamada, Shuji Taue, Tetsuo Kobayashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 ページ: 056602-1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.056602
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高感度光ポンピング原子磁気センサ (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林哲生
  • 雑誌名: 応用物理学会誌 巻: Vol.80, No.3 ページ: 211-215
  • URL: http://www.jsap.or.jp/ap/2011/ob8003/p800211.html
• [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサにおける2光軸型配置と1光軸配置の実験的比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 市原 直、鎌田啓吾, 伊藤陽介、水谷夏彦、小林哲生
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] K-Rbハイブリッドセルを用いた光ポンピング原子磁気センサにおけるポンプ光強度の減衰に伴う磁場応答の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤陽介、大西宏征、鎌田啓吾、小林哲生
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] 超低磁場マルチモダリティMRIを目指した原子磁気センサによりMR信号の遠隔計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笈田武範、河村雄太、鎌田啓吾, 伊藤陽介、小林哲生
  • 学会等名: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 小倉
  • 年月日: 20110929-1001
• [学会発表] 光ポンピング原子磁気センサを用いたMR信号検出のための磁場分布解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大西宏征、伊藤陽介、鎌田啓吾, 小林哲生
  • 学会等名: 平成23年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110921-22
• [学会発表] K-Rbハイブリッドセルを用いた光ポンピング原子磁気センサの基礎的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大西宏征、伊藤陽介、鎌田啓吾, 小林哲生
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] K-Rbハイブリッドセルを用いた光ポンピング原子磁気センサの周波数特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤陽介、大西宏征、鎌田啓吾, 小林哲生
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] Optically pumped atomic magnetometer toward ultra-low field MRI systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kobayashi
  • 学会等名: Black Forest Focus on Soft Matter
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 20110726-29
• [学会発表] 超高感度光ポンピング原子磁気センサによるヒト心磁図の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鎌田啓吾、伊藤陽介、小林哲生
  • 学会等名: 電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20110708-09
• [学会発表] Sensitivity improvement of spin-exchange relaxation free atomic magnetometers by hybrid optical pumping of potassium and rubidium (2011)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Ito, Hiroyuki Ohnishi, Keigo Kamada, Tetsuo Kobayashi
  • 学会等名: Intermag 2011
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20110425-29
• [学会発表] Optimization of flux transformer for ultra-low field MRI systems with optically pumped atomic magnetometers (2011)
  • 著者名/発表者名: Takenori Oida, Yuta Kawamura and Tetsuo Kobayashi
  • 学会等名: Intermag 2011
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20110425-29
• [学会発表] 原子磁気センサを用いた生体熱雑音磁場計測の理論的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下達也、笈田武範、濱田昌司、小林哲生
  • 学会等名: 電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-12-20
• [備考]
  • URL: http://bfe.kuee.kyoto-u.ac.jp/publications03.html