自己組織化InAs量子ドットを用いた近赤外広帯域光源:高分解能光コヒーレンストモグラフイーへの応用

摘要

近赤外光(波長約0.7～2μm)は，生体への非侵襲性，高透過性を活かして医療·生体イメージング用のプローブ光としての利用が進んでいる。特に波長0.7～1.3μm程度の領域は，生体に多く含まれるヘモグロビンと水による光吸収が少なく透過性が高いことから「生体の窓」と呼ばれ，医療·生体イメージングに有用な波長帯と考えられている。光コヒーレンストモグラフイ(OCT)は，この近赤外光プローブを用いた断層イメージング技術として知られる。1990年代初頭に原理提唱されてから僅か数年の間に眼科臨床応用がなされ，現在は循環器や消化器といった様々な部位への展開が進められている。X線CTやMRIに比べ，侵襲性が低ぐ装置の小型，軽量化が可能であることや，光情報通信分野で熟成された光デバイス技術の転用が可能であるため，急速な発展と拡がりを見せている。OCTはマイケルソン干渉計を基本構成とし，光源に広帯域(低コヒーレンス)光を用いた低コヒーレンス干渉法によってサンプル内部の非破壊·非侵襲な断層画像取得を可能にする。詳細な原理は後述するが，OCT光源の特性(中心波長および帯域)とOCT画像の光軸分解能は密接な関係があり，OCTの高性能化には適正な光源開発が重要である。OCTに求められるスペックの指標の一つとして，単一細胞の識別が可能な光軸分解能5μm以下が挙げられ，「生体の窓」領域の中心波長を有する光源でこの分解能を実現するには，帯域が約100nm以上必要になる。