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2017 年度 実績報告書

高感度マイクロ立体コイルによる細胞計測用MRIの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26709015
研究機関中央大学

研究代表者

土肥 徹次  中央大学, 理工学部, 教授 (20447436)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードMEMS・NEMS / マイクロコイル / 核磁気共鳴画像(MRI) / マイクロ・ナノメカトロニクス / マイクロセンサー
研究実績の概要

平成29年度は,小型MRI装置に最適な勾配磁場マイクロコイルと,微小構造計測に適したMRI信号計測用コイルの実現,および,これらを組み合わせたコンパクトMRIシステムを構築し,高分解能画像計測を試みた.
小型MRI装置用の勾配磁場マイクロコイルとして,フレキシブル基板にコイル配線を試作し冶具に固定する方法と,3次元冶具への真空蒸着による方法を利用した.フレキシブル基板を用いたコイルでは,X,Y,Z軸でそれぞれ34.8,30.5,59.9 mT/m/Aの勾配磁場効率となり,3次元冶具への蒸着を用いたコイルでは,X,Y,Z軸でそれぞれ25.2,43.7,10.9 mT/m/Aとなった.装置に据付けコイルの効率がおおよそ6 mT/m/Aであるため,平均で約6倍の効率向上を実現した.
また,MRI信号計測用のRFコイルとして,ばね形状への真空蒸着による低抵抗なコイルと,段差円筒形状を利用した低寄生容量なコイルを試作した.配線幅の広いばね形状へ銅を蒸着し,蒸着後に圧縮することで,共鳴周波数86 MHzにおける抵抗値2.30 Ωという低抵抗なコイルを実現した.また,3Dプリンタで段差円筒形状を出力し,そこへ純銅線を巻き付けめっきする方法により隣接する配線間に段差を設け,寄生容量が低いコイルも実現した.
さらに,これらの勾配磁場コイルとRFコイルに,位置合わせ機構を組み合わせ,微小試料計測に適したMRI計測部を実現した.各要素は3Dプリンタで外形を出力し,ポリイミド基板上に形成したコイル配線を組み合わせることで,均一な計測領域を持ったマイクロRFコイル,高い線形性を持った勾配磁場マイクロコイルを実現した.これらのコイルと計測対象の位置調節が可能な調整機構を組み合わせ,歪みの少ないコンパクトMRIシステムを構築し,直径約2mmの卵細胞のMRI画像計測を実現した.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] A compact magnetic resonance imaging system integrated micro RF and gradient coils for small sample measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Tsuchiya, Tetsuji Dohi
    • 学会等名
      The 31th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] 段差円筒形状を利用した低寄生容量なMRI用マイクコイル2018

    • 著者名/発表者名
      工藤耕太,土肥徹次
    • 学会等名
      電気学会バイオマイクロシステム研究会
  • [学会発表] キャパシタ分割により自己共振周波数を向上したMRI用マイクロコイル2017

    • 著者名/発表者名
      土屋大,土肥徹次
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 小型MRIのための勾配磁場マイクロコイル2017

    • 著者名/発表者名
      土屋大,土肥徹次
    • 学会等名
      第21回NMRマイクロイメージング研究会
  • [学会発表] 小型MRIのための3次元冶具を用いた勾配磁場マイクロコイル2017

    • 著者名/発表者名
      土屋大,土肥徹次
    • 学会等名
      第8回マイクロナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] ばね形状への真空蒸着による低抵抗なMRI用マイクロコイル2017

    • 著者名/発表者名
      曾俊皓・田中恒士郎・土肥徹次
    • 学会等名
      第8回マイクロナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 微小試料のMRI画像計測のための勾配磁場マイクロコイル2017

    • 著者名/発表者名
      泉崎友彦,土屋大,土肥徹次
    • 学会等名
      日本生体医工学会関東支部 若手研究者発表会2017
  • [学会発表] Low-resistance RF Micro Coil Fabricated by Selective Deposition on 3D Printed Spring-shaped Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Chun-Hao Tseng, Koshiro Tanaka, Tetsuji Dohi
    • 学会等名
      International conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedical Devices, BioMEMS/NEMS & Applications 2017"
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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