低コヒーレンス光イメージングによる生体機能検出に関する研究

低相干光学成像生物功能检测研究

• 批准号: 11780620
• 负责人: 近江 雅人
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780620/
• 关键词: 低コヒーレンス光干渉; 光コヒーレンストモグラフィ; 生体機能イメージング; 酸素濃度分布測定; 表皮下末梢血管系

昨年度は多波長低コヒーレンス光干渉を用いて表皮下末梢血管系の酸素濃度分布を測定し、高分解能光機能イメージングを行った。この結果を踏まえて、本年度は<10μmの空間分解能で末梢血管系の血流分布を測定・イメージングして、生体機能情報を得る基礎実験を行った。(1)低コヒーレンス干渉光学系を単一モード光ファイバカップラーで構成し、測定系の小型・安定化を行った。本装置を用いて、ヌードマウス耳の表皮下末梢血管系のOCT像をin vivoで取得して、血管の微細構造を<10μmの空間分解能で可視化した。(2)生体組織中での本手法の光到達深度の向上と空間分解能の定量化のために、照射レンズの集光効果を検討した。この結果、波長0.8μm帯において到達深度が約1mmから約3mmまで向上した。さらに、生体深部の空間分解能も<10μmが得られた。(3)これまでの生体組織の屈折率と厚さ同時測定技術を併用して、新たに実サイズでの生体光トモグラフィを考案した。本手法を用いて、爪板や表皮下組織などの多層構造の可視化を行った。(4)光散乱が少なくなる長波長帯1300nmの低コヒーレンス光源を用いて、生体組織構造の可視化を試み、0.8μm帯の約2倍の到達深度が得られた。(5)レーザドップラー血流計測と低コヒーレンス干渉計測とを組み合わせて、毛細血管系の血流分布を分解能〜10μmでのイメージングを検討した。(6)信号処理系の雑音の低減とデータ取り込み時間の短縮を行い、さらに微弱光検出系を整備して、深部の生体機能イメージングの基礎実験を行った。

In the past year, the multi-wavelength low-wavelength optical fiber was used to measure the acid concentration distribution in the subcuticular peripheral vascular system, and the high-resolution optical fiber was used to measure the acid concentration in the subcuticular peripheral vascular system. The results show that this year, the spatial decomposition energy of <10μm is used to measure the blood flow distribution of peripheral vascular system, and the basic information of biological function is obtained. (1)The optical system of low temperature and humidity is composed of a small and stable measurement system. The OCT image of the subcuticular peripheral vascular system can be obtained in vivo by using the device, and the spatial resolution of the fine structure of the blood vessel can be visualized by using the device. (2)The depth of light arrival and spatial resolution of this technique in biological tissues are quantified and the effect of light collection is discussed. As a result, the wavelength of 0.8μm reaches a depth of about 1mm to about 3mm upward. In addition, the spatial decomposition energy of deep organisms is less than 10μm. (3)The refractive index and thickness of biological tissues were measured simultaneously, and new biological optical techniques were used. This method is used to visualize the multilayer structure of the subcutaneous tissue. (4)Light scattering is less than 1300nm in the long wavelength band, and the light source is used in the visualization of biological tissue structure. The depth of arrival is about 2 times in the 0.8μm band. (5)The blood flow measurement of the capillary system can be divided into two groups: one group can be divided into three groups: one group can be divided into two groups: one group can be divided into three groups: one group can be divided into two groups: one group can be divided into three groups: one (6)The signal processing system's sound reduction, sound selection, time shortening, weak light detection system's preparation, deep biological function, and basic implementation

项目成果

近江 雅人: "低コヒーレンス光干渉による生体組織の屈折率と厚さ測定"医用電子と生体工学. Vol.37,No.1. 78-84 (1999)

Masato Omi：“通过低相干光学干涉测量生物组织的折射率和厚度”《医疗电子和生物工程》第 37 卷，第 78-84 期（1999 年）。

Mitsuo Nakamura: "Time-gated spectroscopic study of laster-ablation plume of biological tissue"The 3rd Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/PR'99). Tech.Digest Vol.1. 45-46 (1999)

Mitsuo Nakamura：“生物组织最后消融羽流的时间选通光谱研究”第三届环太平洋激光和光电会议 (CLEO/PR99)。

Masamitsu Haruna: "In situ tomographic observation of tissue surface during laser ablation"Proc.SPIE, Progress in Biomed.Opt. & Imaging. Vol.4257(to be published). (2001)

Masamitsu Haruna：“激光消融过程中组织表面的原位断层扫描观察”Proc.SPIE，Progress in Biomed.Opt。

井上 将吾 : "超低コヒーレンス光干渉による膜の屈折率と厚さ同時測定"応用物理学会・光波センシング技術研究会. LST-24-14. 87-94 (1999)

Shogo Inoue：“使用超低相干光学干涉同时测量薄膜的折射率和厚度”日本应用物理学会/光波传感技术研究组。 LST-24-14 (1999)。

Masamitsu Haruna: "Detection of phase transition of a biological membrane by precise refractive-index measurement based on the low coherence interferometry"Proc.SPIE, Progress in Biomed.Opt. & Imaging. Vol.3915. 188-193 (2000)

Masamitsu Haruna：“通过基于低相干干涉测量的精确折射率测量来检测生物膜的相变”Proc.SPIE，Progress in Biomed.Opt。