光散乱を積極的に利用した新たな体内通信手法および実現システムの開発

开发积极利用光散射的新型体内通信方法和实现系统

基本信息

批准号：
20650064
负责人：
清水孝一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

従来、カプセル内視鏡など体内機器との通信には、電波による単純な通信方式が用いられてきた。これに対し本研究は、体内を伝搬する散乱光を積極的に用いた光通信を新たに提案し、その実現可能性を実証することを目的とする。体内深部からの光信号は、生体組織で散乱され広く拡散していく。体表面に装着した複数の光センサでこの信号をとらえ、体内生理情報を復元する。光散乱を積極的に利用し、体表上いくつかの点に光センサを配置することにより、死角のない常に安定した信号伝送が期待できる。本年度は、前年度までの検討内容を踏まえ、提案手法の基本をなす体内散乱光による信号伝送実験装置を試作すると共に、それを用いた実験により信号伝送方式の最適化を図った。具体的内容は次のとおりである。1.生体内・光通信システムを試作した。2.試作システムを用い、生体モデルファントムと生体において本手法の特性を実験的に解析した。その結果、提案手法の実現可能性が実証された。3.種々のダイバーシティ方式の比較などを通し、提案手法の最適化を図った。その結果、提案手法の実用における有用性が実証された。研究成果の発表:国際学術誌(Applied Optics 2件、Optics Express 1件)および国際会議(invited talk 2件を含め4件)において、本研究の成果を報告した。

通常，使用无线电波的简单通信方法已用于与胶囊内窥镜等内部设备进行通信。相比之下，本研究旨在证明使用散射光的光学通信的可行性，该光线通过主动使用散射光积极地通过体内传播。体内深处的光学信号散布在活组织中并广泛传播。该信号是由附着在身体表面的多个照片传感器捕获的，并恢复体内的生理信息。通过积极利用光散射并将照片传感器放置在身体表面上的几个点上，可以始终无盲点的稳定信号传递。今年，基于上一年的研究内容，我们使用体内散射光（这是该方法的基础）创建了一个原型信号传输实验装置，我们还试图通过使用此方法通过实验来优化信号传输方法。具体细节如下：1。我们在体内和光学通信系统中创建了一个原型。 2。使用原型系统，在生物模型幻象和生物体中对该方法的特征进行了实验分析。结果，证明了该方法的可行性。 3。通过比较各种多样性方法来优化所提出的方法。结果，已在实际使用中证明了所提出的方法的有用性。研究结果的介绍：我们在国际学术期刊（2个应用光学和1个光学快递）和国际会议中报告了这项研究的结果（包括2个受邀演讲，包括4个案例）。