| 研究課題/領域番号 |
24500504
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
西村 吾朗 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (30218193)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 拡散干渉分光法 / 光子相関法 / 生体分光法 |
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| 研究概要 |
生体組織の血流速や組織の弾性的な性質をイメージングできる拡散相関分光法を確立するために、本年度は、主としてシステム構築を行った。単一縦モードの近赤外レーザーを用い、シングルモードファイバに結合しその強度を２分岐ファイバに導く。このうち一方を実際のサンプル照射にもう一方を強度のモニターを行うようにし、より安定な測定が可能となるようにした。さらに、サンプルからの散乱光をシングルモードファイバで受光し単一光子検出器へと導いた。光子信号は、当初予定していたカウンタボードではなく、FPGAベースのロジックアナライザを用いることを試みた結果、良好な計測が可能で有ることが示され、今後行う検出系の多重化に有効であると考えられた。最初、検出器には半導体単一光子検出器を用い計測を試みたが、アフターパルスが大きく寄与することにより、マイクロ秒オーダーの自己相関関数計測は難しいことがわかった。そのため、新たに最新の光電子増倍管モジュールを用いることによりその問題が解決され、0.2マイクロ秒程度まで自己相関関数で解析できることがわかった。
このシステムでの実際の測定は、単散乱領域で計測の精度を確かめ、さらに、生体模擬試料の散乱係数に近い1%イントラリピッド溶液を用いた。1%イントラリピッド溶液については、時間応答関数の測定を行い単散乱領域で得た結果を用いて理論と合わせる予定で有るが、検出カウントの時間的な変動が予想より大きいこと、さらにレーザー光強度を適正な検出光強度になるように調整するための光学系が必要なことがわかった。相関測定の最小時間精度(0.2us)でほぼ問題ないことも確かめた。
理論的な解析のために、GPGPUを用いたモンテカルロ計算のプログラムを作成し、時間応答関数とシミュレーションとを比較した。GPGPUを用いることにより計算速度を大きく向上できることが示された。
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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
検出器および光源の問題を解決すべく物品を購入するのに時間を要したことが主たる原因である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度明らかになったシステムの問題(光量の調整、PCの容量不足)を解決する。また、検出器さらに追加することにより、相互相関測定を行いより速い時間の相関を得ることを試みるとともに、別々に使用し同時に試料の２ヶ所で測定を行い、空間分解されたデータを得ることも試す。生体模擬サンプルを用い、特にそう構造が異なるサンプルの計測を試みる。特にどの程度の距離深さまでの情報を得ることができるのか、またその動きの検出限界を議論する。これらの結果を時間応答計測と比較する。また、食肉などを用いて生体模擬サンプルと比較する予定である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成２４年度に生じた未使用額は、相互相関計測を行うための物品費として使用する。
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