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光トポグラフィ

光には透過する性質があるので、光を物質に当るとその一部は それぞれ 透過、内部で吸収、反射する。 半透明もしくは非透明となっている厚みがある物質に 光を当て、 この性質を用いると、 一部の光は物質の中まで透過し、内部で反射して 表面から出てくる。

図 3.56: 光トポグラフ原理図
\includegraphics[scale=0.75]{Figs/photo-topo.eps}

これを脳に応用すると、脳の局所的な脳血流の変化をとらえることができる。 赤血球の 酸素ヘモグロビンと 脱酸素ヘモグロビンの吸収波長に合わせて 吸収の少ない 780nm と 840nm という2つの波長で、約1.5mW という 比較的弱い近赤外線を半導体レーザーによって 頭皮の上から頭がい内へ近赤外線を照射すると, 骨を通過した光は脳の組織内を迷走して 入射光の $10^{-8}\sim 10^{-9}$という弱さだが、 一部が頭皮上に出てくる。 図3.56のように、 大脳皮質の近辺,頭皮上から深さ25$\sim$30mmほどの組織を通って 30mm 離れた場所に戻っ てきた近赤外線をアバランシュ型の光ダイオードで検出する。 大脳皮質にある神経細胞の活動の状態を 非侵襲で皮下の血流の酸素消費から 知ることができる。



Ken Kishimoto 2014-06-02