高速時間分解ホログラム生体計測プローブの開発

高速时间分辨全息生物仪器探针的研制

• 批准号: 17760173
• 负责人: 佐竹 信一
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760173/
• 关键词: ホログラム; マイクロパイプ; PTV; マイクロチャンネル

従来の画像処理流速計は、PIVによる2次元面ステレオPIVもしくは、2台以上のカメラ構成による3次元PTV手法による計測である。これらは、複数台カメラが必要な上、粒子の対応付け等に複雑な計算プロセスが必要であり検査ボリュームの不確かさが大きい。しかしながら、本研究で用いられているホログラムを用いた三次元流速計装置では、1台のカメラ構成で3次元の粒子画像が得られ、高速度カメラを使うことにより高時間分解での計測を可能としている。本研究では、ミリチャネル内での物体周りの計測に成功しているこの技術をベースにし、ミクロ流体であるマイクロチャネル流に適用することを目的としている。近年急速に進歩する生体工学分野でのマイクロ流体計測において特に微小生物のその周りの計測に本計測手法の適用を行った。a)マイクロチャネルおよびパイプ計測マイクロチャネル内は、ダブルパルス間隔100[msec]での流れを計測する.流量は1.0[ml/h]に設定し,レイノルズ数は3.74となった.撮影は毎秒1000フレームで約2秒分(2027フレーム)撮影する.マイクロパイプ内の流れの計測には、流量は1.85[ml/h]に設定し,レイノルズ数は8.30とした.計測に用いる流路は幅101.9[mm],深さ32.5[mm]で断面が半円形のマイクロチャネルと,内径92[mm]のFEP(Fluorinated Ethylene Polymer)製のマイクロパイプで使用し、マイクロパイプは屈折率が1.338で水の屈折率(1.4)と近いため,ウォータジャケットに沈めることで,粒子のホログラムを鮮明に撮影できる.ホログラム再生し、粒子像をとらえ、トラッキングしベクトルを得た。(b)微小生物の計測微小生物であるブラインシュリンプの周りの流れを計測する。ブラインシュリンプは500ミクロンほどの大きさで手足を高速に動かし泳ぐ。この手の動きや、周りの粒子を捉えてホログラム再生し計測を行う。パルス時間間隔は、マイクロチャネルの計測と同様なものを用いた。

The image processing flow meter, PIV, PIV The number of particles in the matrix is not equal to the number of particles. In this study, a three-dimensional current meter device is used to measure the particle image of a three-dimensional particle. This study is aimed at the measurement of the physical cycle of the fluid. In recent years, rapid progress has been made in the field of biological engineering, especially in the measurement of small organisms. a) Flow measurement within a period of 100[msec]. When the flow rate is set to 1.0[ml/h], the number of reiinur drops to 3.74. Image capture every second 1000 seconds, approximately 2 seconds (2027 seconds). The flow rate is set at 1.85[ml/h] and the flow rate is set at 8.30 [ml/h]. The measured flow path width is 101.9[mm], the depth is 32.5[mm], the cross section is semi-circular, the inner diameter is 92[mm], and the refractive index of FEP(Fluorinated Ethylene Polymer) is 1.338. The refractive index of water is 1.4. The refractive index of particles is sharp. The particle image is generated from the particle image. (b)Measurement of Microorganisms Measurement of Microorganisms The price is 500 yuan. The price is 500 yuan. The movement of the hand, the movement of the particles, the movement of the particles, the movement of the The time interval between them is different.

项目成果

Measurements of Three-Dimensional Flow in Microchannel With Complex Shape by Micro-Digital-Holographic Particle-Tracking Velocimetry

• DOI: 10.1115/1.2818783
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Journal of Heat Transfer-transactions of The Asme
• 作者: S. Satake;Takafumi Anraku;H. Kanamori;T. Kunugi;Kazuho Sato;T. Ito

マイクロディジタルホログラム流速計による可視化計測におけるWindowsXPを用いた高速並列処理に関する研究

微型数字全息电流计可视化测量中基于Windows XP的高速并行处理研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム2006 Vol.1 2006
• 作者: 佐竹 信一;金森 宏之
• 通讯作者: 金森 宏之

Micro digital-holographic PTVによるマイクロ流路内高時間分解3次元計測

使用微型数字全息 PTV 进行微通道内高时间分辨三维测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会論文集 B編 72・721
• 作者: 佐竹信一;功刀資彰;佐藤一穂;伊藤智義;金森宏之;谷口淳
• 通讯作者: 谷口淳

Parallel and distributed high performance computing of computer-generated hologram and particle searching for digital-holographic particle-tracking velocimetry

计算机生成全息图的并行分布式高性能计算和数字全息粒子跟踪测速的粒子搜索

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of The sixth International Symposium on High Performance Computing(ISHPC-VI) (CD-ROM)
• 作者: Satake;S.;Kunugi;T.;Sato;K.;Ito T.;Yamamoto;K.;Kanamori;H.
• 通讯作者: H.

Three-dimensional visualization in a micro-flow via micro-digital holographic particle-tracking velocimetry

通过微数字全息粒子跟踪测速技术实现微流中的三维可视化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. of The second International Symposium on Micro ＆ Nano Technology (ISMNT-2)
• 作者: Shin-ichi Satake;Tomoaki Kunugi;Kazuho Sato;Tomoyoshi Ito;Hiroyuk Kanamori;Jun Taniguchi
• 通讯作者: Jun Taniguchi