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フォトニック結晶ファイバを用いた医療診断イメージング用ファイバスコープの設計

利用光子晶体光纤进行医学诊断成像的纤维镜设计

基本信息

批准号：
13F03043
负责人：
波平宜敬
金额：
$ 1.47万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03043/
关键词：
光ファイバフォトニック結晶ファイバ(PCF)光コヒーレンストモグラフイ(OCT)非線形開口数(NA)ファイバスコープ分散横分解能フォトニック結晶ファイバ PCF 光コイーレンストモグラフイ OCT

项目摘要

近年，医療用システムとして断層画像診断技術(OCT)が注目されている．OCT技術においての横分解能は，顕微鏡の開口数に依存するため，高開口数が必要とされている．OCTで使われる波長830 nm，1060 nm，1310 nm帯での高開口数用PCFの設計を，有限差分法(FDM)を用いた数値シミュレーションにより行った．本研究では，この数値解析モデルをOCTに応用することを提案している．OCTにおける画像明細度（分解能）は使われる光源とファイバスコープにより決められ，その光源がインコヒーレント，つまりスペクトルの広い光であればあるほど画像明細度（縦分解能）は上がり，そのファイバスコープが高開口数であればあるほど画像鮮明度（横分解能）は上がる．しかし，高開口数ファイバスコープをつくろうとしても，PCFは複雑な構造となり製造が難しいため大きな開口数を得られていないのが現状で，横分解能が不十分は状態であった．本研究では，眼科，消化器科，歯科に使われている波長830 nm，1060 nm，1310 nm帯における，OCTのため製造が容易な構造をもった高開口数ゼロ分散シングルモードPCFを推奨する．シミュレーション結果は推奨するPCF構造がOCTシステムの横分解能を向上させることを示している．なお，数値解析手法として有限差分法を用いた．波長830 nm，1060 nm，1310 nm帯における高開口数分散フラットPCFの数値シミュレーションを行った結果，高開口数を有するPCFであることが確認でき，このPCFをOCTに応用することによってOCTの横分解能を現在の20倍近く向上させることができた．

In recent years, medical tomographic imaging (OCT) has attracted much attention.OCT technology has a high resolution capability depending on the number of openings of micromirrors.OCT has been used to design PCF with high opening numbers in the wavelength bands of 830 nm, 1060 nm and 1310 nm. Finite difference method (FDM) has been used to design PCF with high opening numbers. In this study, the number analysis method of OCT is proposed.OCT is used to determine the image detail (resolution energy) of the light source. The number of openings is high, and the sharpness of the image is high. The PCF has a complex structure and a large number of openings. The horizontal decomposition can not be very reverse. In this study, Ophthalmology, Gastroenterology, and Dentistry were used for wavelength 830 nm, 1060 nm, and 1310 nm. OCT was easy to produce and easy to construct. The results show that the PCF structure can be transformed into OCT system and the horizontal decomposition energy can be increased. However, numerical analysis techniques and finite difference methods are used. Wavelength 830 nm, 1060 nm, 1310 nm band high aperture number dispersion PCF number of results, high aperture number PCF number of results confirmed, this PCF OCT horizontal resolution energy is now 20 times closer to the top.