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2013 年度 実績報告書

中空光伝送によるラマン分光用イメージガイドの開発原理

研究課題

研究課題/領域番号 23760297
研究機関東北大学

研究代表者

片桐 崇史  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90415125)

キーワードラマン分光 / 中空光ファイバ / イメージガイド / イメージング
研究概要

本研究の目的は,中空光ファイバをコヒーレントにバンドル化した中空イメージガイドを開発し,十分な解像度を有するリモートラマン分光イメージング装置を実現するための指導原理を確立することである.目的の達成に向け本年度は以下の研究を行った.
1.中空イメージガイドの画像伝送特性評価
昨年度までに,中空イメージガイドのプロトタイプを製作し,帯域可変光学フィルタを用いた高速ラマンイメージングシステムを構築した.測定の高速化が実現することにより,画像伝送特性の評価が可能となった.評価の結果,実視野170 umにおいて, 横方向分解能12 um, 被写界深度240 umであり,比較的深い被写界深度を有することが明らかとなった.画素数は製作上250 pix程度が限界であり,今後さらなる高解像度化のためにはイメージガイドの構造および製作法の改良が必要である.上記の評価結果を鑑みると,提案するイメージガイドの応用範囲は凹凸のある表面の組成を狭い視野で観察するものに限定される.例えば関節軟骨再生における術後評価の一環として使用可能かもしれない.この場合も,関節鏡による高精細光学画像に重ねて表示するなどの工夫が必要であろう.
2.生体組織の高速ラマンイメージング
構築した測定系を用いて豚肉の赤身と脂質の境界のラマンイメージを測定した.脂質由来のラマンバンド1437 cm-1の散乱光強度を指標としてイメージを構築したところ,境界を明確に区別できることを確認した.ここで測定条件は,励起光強度48 mW,励起時間10秒,積算回数2回であった.本実験により現実的な測定時間で生体組織のラマンイメージが取得可能であることが明らかとなった.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Design and optimization of hollow-optical-fiber gas cell for infrared spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, S. Kino, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Opt. Eng.

      巻: 52 ページ: 013601-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hollow-optical-fiber-based laser-induced breakdown spectroscopy system and its use in soil salinity measurements2013

    • 著者名/発表者名
      R. Seki, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Appl Phys. Express

      巻: 6 ページ: 102402-1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of low-loss hollow waveguide with multiple dielectric layers for infrared cavity ring-down spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      R. Ichikawa, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Opt. Eng.

      巻: 52 ページ: 106104-1-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of fiber optic biosensor based on surface-enhanced Raman scattering2014

    • 著者名/発表者名
      T. Katagiri, M. Nagaoka, Y. Matsuura
    • 学会等名
      The Joint Symposium of 8th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 5th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      20140305-20140307
  • [学会発表] Hollow fiber based SERS probe for analysis of biological molecules2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 学会等名
      SPIE Conference on Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XIV
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20140201-20140206
  • [学会発表] ラマン分光用中空光ファイバプローブの開発とその医学生物学応用2014

    • 著者名/発表者名
      片桐 崇史
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      20140120-20140122
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外イメージング用全誘電体中空光ファイババンドルの提案2013

    • 著者名/発表者名
      小林 駿, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成25年度電子通信情報学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130917-20130920
  • [学会発表] 中空導波路を用いたTHz領域用ATRプローブ2013

    • 著者名/発表者名
      堀田 浩介, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成25年度電子通信情報学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130917-20130920
  • [学会発表] スパッタリングによる中空光ファイバSERS プローブ製作法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      永岡 正浩, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] Direct remote Raman imaging using hollow fiber bundle2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kataigiri, S. Inoue, Y. Matsuura
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • 発表場所
      Kyotanabe
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 中空ファイバンドルを用いたリモートラマンイメージング―直接イメージング法による高速化の検討―2013

    • 著者名/発表者名
      井上 里美, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      会津
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] 中空ファイバを用いたEr:YAGレーザ誘起液体ジェットの高効率化2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 恭平, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      会津
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] レーザブレイクダウン分光法による硬組織の組成分析の試み2013

    • 著者名/発表者名
      笹澤 周平, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      会津
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] Fabrication of Hollow Fiber Based Probe for SERS Detection of Biomolecules2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nagaoka, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 学会等名
      Conference on Laser Surgery and Medicine 2013
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      20130423-20130425
  • [学会発表] Ultraviolet gas-spectroscopy system using hollow optical fiber as micro-volume gas cell2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Dessen, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 学会等名
      Conference on Laser Surgery and Medicine 2013
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      20130423-20130425

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公開日: 2015-05-28  

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