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POSTECH、焦点を自由に調節できる液体レンズを開発

高品質の生体映像獲得に期待


韓国研究財団(チョ・ムジェ理事長)はPOSTECH(浦項工科大学校)のキム・ドンソン教授、キム・チョルホン教授共同研究チームが可変焦点液体レンズを開発し、光音響映像装置に用いて高品質の生体映像を得ることに成功したと12月12日に発表した。

液体レンズは互いに混ざらない二つの液体の間の境界面を利用して光を集めたり分散させる光学レンズを指す。光音響映像は光を受けると熱が発生する原理を利用して生体組織の映像情報を得る技術。

固定された固体レンズとはちがい液体レンズは形を自由に変えて焦点距離を簡単に調節できる柔軟性がある。液体レンズは次世代の有望技術として研究が活発に進められているが、既存の技術は主に液体レンズの厚さと形を変えるために水溶液に電圧が加えられることから電気分解の危険性があった。

研究チームは電気の通じない絶縁性オイルの電気水力学的流動を利用して電気分解の発生を防ぎ安定的に焦点を自由に調節できる新たな液体レンズを開発した。電気水力学的流動は電場を印加した際に発生する液体の動き。動く部品がなくても液体の動きを操作できるので小さなスケールの装置で有用に利用できる。

研究チームの開発した液体レンズは振動モードと静的モードの2つの方式で焦点を調節する。液体レンズに周波数1ヘルツ(Hz)以下の交流電圧を加えるときは共振現象により焦点が周期的に振動する振動モードとなる。こうした焦点変化は厚みのある3次元被写体の映像情報をスキャンするのに使用される。

また液体レンズに周波数10ヘルツ(Hz)以上の交流電圧を加えると液体-液体界面が新たに変わった位置と形の状態を維持する静的モードとなる。この際には焦点を特定の位置へ移動させることができる。光音響映像装置に利用すれば精密な生体映像を得られる。

研究チームは液体レンズで生きているネズミの耳と脳の血管の映像を得た。そして液体レンズの焦点と光音響信号の強さの関連性により光音響映像装置の焦点を能動的に調節できることを立証した。

研究に当ったキム・ドンソン教授は「二重モード可変焦点液体レンズを医療映像技術に初めて使用した。今後、手術や映像診断の過程で生体組織や病変の高品質映像を得るのに役立つだろう」と話している。

研究成果は英国王立化学会が発刊する微細流体力学分野の学術誌『Lab on a Chip』に12月7日付で掲載された。





[2017-12-14]

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