光CT(生体断層イメージング)について詳しく教えてください!

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A 回答 (2件)

どんなことがはかれるのかという生物学、医学的なことはよくわかりませんが、光CT自体の原理は以下の通りです。



光源はTiSレーザとか、SLD(スーパールミネッセンスダイオード)などの時間的コヒーレンスの短いレーザを用います。
生体に光を照射し、透過してきた光の透過率を測定します。
このときに、普通生体を透過した光は、非常に多くの散乱により正確な測定が出来ませんので、直進した光のみを取り出すために、参照光と干渉させ、そのビートを測定して、直接透過した光の強度を測定します。
時間コヒーレンスが短い光源を使う理由はそのためです。(散乱光は光路長が長くなるので参照光と干渉しなくなる)
これを狭い領域で行い、また多方向から測定すると、X線CTと同様なCT画像が得られます)

上記方法により、光源の波長を吸収する分子の空間的密度を求めることが出来ますので、医学的な内部の構造がわかるという仕組みです。

では。
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以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「光CT-光を使って生体内部を探る」
「光で身体の中の酸素を測る」

これ以外にも検索すると沢山HITします。

もう少し質問内容を絞って頂ければ調べられるのですが、補足お願いします。

参考URL:http://www.hpk.co.jp/hikari/opctte1.htm http://www.aist.go.jp/MEL/soshiki/tokatsu/web-pr …
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バイオメカニクス的に。

Aベストアンサー

随意筋に位置のフィードバックがないことはご存知でしょうか。
例えば寝ていて、急に起きたとき自分の手がどこに有るか動かしてみないと分からないのです。
ですから、ご質問はかなり困難なテーマではないかと思います。
m(_ _)m

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また、一般に、波長λ1と波長λ2の光が目に入ると、波長λ3の色として見えるとした場合、λ1,λ2,λ3の間には数式で表せるような一定の関係があるのでしょうか?

Aベストアンサー

目の網膜で実際に色を感じているのは「錐体」というものなのですが、これはそれぞれ特定の波長領域(幅があります)の光に反応するようになっていて、人間の目には3種類あります。
(これに、仮に「A」「B」「C」と当てます)
これを簡単な模式図にすると以下のようになります:

感度
↑____A____B___C__
|____/\__/\__/\__
|___/__\/__\/__\_
|__/___/\__/\___\ 
|_/___/__\/__\___\ 
____a__b__c__d__e__f__g      →波長
_____青___緑_黄_赤

4行分の高さの「/\」は、各錐体のその波長の光への感度です。たとえば錐体Aはb(青)で強さ1の光を受けると「強さ1の光を受けた」と感じ、c(青緑)で強さ1の光を受けると「強さ1/2の光を受けた」と感じる、ということになります。
(「_」は文字合わせの為なので無視してください)
このとき重要なのは、cの波長の光を受けてもeの波長の光を受けても、錐体Aは、受けた刺激の強度情報しか脳に渡せない(→波長の違いは脳に渡らない)、ということです。

では、強さ1の黄(e)の光が当たった場合を考えます。
このとき錐体Aは光は感じず(感度0の領域)、錐体Bと錐体Cはそれぞれ強さ1/2の光を感じることになります。
従って、このとき脳に渡るのは「A=0,B=1/2,C=1/2」という強度情報です。

次に、強さ1/2の緑(d)の光と強さ1/2の赤(f)の光が同時で当たった場合を考えます。
このとき、緑の光に対して錐体A・Cは光を感じず、錐体Bは1/2の強さの光を感じます(強さ1/2×感度1)。
また、赤の光に対しては錐体A・Bが光を感じず、錐体Cは1/2の強さの光を感じます。
この2つの光を同時に受けているので、双方を合計した「A=0,B=1/2,C=1/2」という強度情報が脳に渡されるため、強さ1の黄の光と同じ、と判断されます。

実際の感度分布は複雑な重なりなので、話はもっと面倒ですが、概念的にはこういうことになります。
(数式化は・・・どうなんでしょう? Labとかの色空間の話をつつくと出てくるのかも。私はわかりません)

目の網膜で実際に色を感じているのは「錐体」というものなのですが、これはそれぞれ特定の波長領域(幅があります)の光に反応するようになっていて、人間の目には3種類あります。
(これに、仮に「A」「B」「C」と当てます)
これを簡単な模式図にすると以下のようになります:

感度
↑____A____B___C__
|____/\__/\__/\__
|___/__\/__\/__\_
|__/___/\__/\___\ 
|_/___/__\/__\___\ 
____a__b__c__d__...続きを読む

Q緑光と赤光の混色と、単色の黄色光の違い

アノマロスコープについて調べた際に疑問に思ったのですが、アノマロスコープとは、たとえば、黄色の単色と、赤と緑の混色の光を見比べて、赤や緑に対する色盲の人は混色のほうが赤や緑色しか見えずに、黄色の単色と比較して、別の色に見える・・・という原理を利用しているという認識であっていますか?
私は今まで、赤い光と緑の光による黄色の光というのは、ただの黄色の光と何も変わらないものだと思っていましたが、これは違うのでしょうか? 違うとするなら一体どのような点が違うのでしょうか? (振幅は同じでしょうから、波長の形状とかですか?)
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また、半分ずつ塗り分けた独楽(コマ)をまわすと混色になる、という小学生のお遊びなんかを見ると、赤と緑の混色というのが錯覚的なもののような気がするのですが、光の混色も錯覚的なものなのですか? それとも光の混色と独楽の混色は別の原理なのでしょうか?

詳しくご存知の方教えてください。

Aベストアンサー

詳しい話は、下記リンクに任せます。

http://www.geocities.co.jp/Hollywood-Spotlight/1594/color/menu.html

http://desperadoes.biz/color/color01.php

http://health.goo.ne.jp/medical/search/10A90700.html

http://www.tmd.ac.jp/med/phy1/ptext/vis_col.html

http://web.sfc.keio.ac.jp/~watanabe/cog4.htm


私は、あえて、やや不正確ですが、シンプルな説明をすることにします。


光のスペクトルにおいて
赤(R)の波長は700nm前後
緑(G)の波長は520nm前後
青(B)の波長は460nm前後
です。

人間の色覚は、これら3つの種類の光を検出する、3つの「検出器」が目や脳の中にある、という、概ねのモデルで、まずは考えましょう。

それぞれの「検出器」は、例えば700nmジャストの光にだけ反応するわけではなく、ある程度、幅を持った感度特性を持っています。
ですから、赤と緑の中間の波長の光は、赤の検出器に半分引っかかり、緑の検出器に半分引っかかり、といった具合に検出され、これを人間は黄色と判断します。

しかし、これは、あくまでも単波長の光の話です。

2種類の光、例えば赤の光と緑の光が同時に眼に入ると、これも人間は黄色と判断します。なぜならば、人間にとっては、先程の状況、すなわち、赤の検出器と緑の検出器に半分ずつ検知された先程の状況と、全く同じに感じられてしまうからです。
これが混色です。

色盲の場合、3つの検出器のうちの1つの特性が健常者と違う特性になっている、というモデルで考えることができます。
ですから、単波長の黄色が眼に入射したものと、RとBの2波長が同時に入射したものとで、健常者と違う色に感じられるのは、当然のことでしょう。


>・・・という原理を利用しているという認識であっていますか?

→合っています。

>赤い光と緑の光による黄色の光というのは、ただの黄色の光と何も変わらないものだと思っていましたが、これは違うのでしょうか?

→違います。

>違うとするなら一体どのような点が違うのでしょうか? (振幅は同じでしょうから、波長の形状とかですか?)

→上述の通り、光のスペクトルを見たとき、単波長(ピークが1箇所であるか、2波長(ピークが2箇所)であるかの違いです。

>これを利用すれば、健常者には黄色一色でも、色盲の方には絵に見える画像を作ったりもできるのでしょうか?

→可能です。

>光の混色も錯覚的なものなのですか? それとも光の混色と独楽の混色は別の原理なのでしょうか?

→上述の通り、光の混色自体は錯覚ではありません。
→コマの混色は、上述した普通の混色と、眼の応答速度(遅い)との複合現象です。(残像みたいなものです。)もしも、コマの混色が起こらないぐらい人間の眼の応答速度が速ければ、ブラウン管テレビの画面を見たとき、オシロスコープのように1つの点が走査する「真の姿」が見えてしまうかも。(※)
まあ、ブラウン管のテレビの原理も、あなたの言葉を借りれば、錯覚を利用したものです。




余談ですが、ブラウン管の画像をビデオカメラで撮影すると、横線が入ったり画面の半分が暗く見えたり、というように変なことが起こりますが、これは、ブラウン管の画面全体が一斉に光っていないためです。(走査周期とカメラの特性とが中途半端に同期してしまうため。)液晶テレビだと、ビデオカメラで撮っても、そういった変なことは起こりません。(液晶画面は、常に画面全体が光っていますので。)

詳しい話は、下記リンクに任せます。

http://www.geocities.co.jp/Hollywood-Spotlight/1594/color/menu.html

http://desperadoes.biz/color/color01.php

http://health.goo.ne.jp/medical/search/10A90700.html

http://www.tmd.ac.jp/med/phy1/ptext/vis_col.html

http://web.sfc.keio.ac.jp/~watanabe/cog4.htm


私は、あえて、やや不正確ですが、シンプルな説明をすることにします。


光のスペクトルにおいて
赤(R)の波長は700nm前後
緑(G)の波長は520nm前後
青(B...続きを読む

Q光集積回路(光IC)の参考書探してます。

ゼミで、光導波路煮関する研究をしています。いま、基本的なところで一般的なモード結合理論の導出とかパワー移行とかやっているんですけど、詳しい導出の仕方とか載っている本をしってれば、おしえてください。

Aベストアンサー

 西・春名・栖原著「光集積回路」(オーム社出版局;ISBN4-274-12944-6)に、モード結合方程式の導出に関する記述があります。

 「パワー移行」とは方向性結合器などの光回路素子に関することでしょうか?それならば同著にかなり詳細な解説が為されております。

QCTとVTの違いについて(修正1)

CT(変流器)とVT(計器用変圧器)はともに電磁誘導作用によりコイルから他のコイルにエネルギーを伝える機構ですが、CTの2次側は1次側の電流に、VTの2次側は1次側の電圧に比例するのは何故ですか?
(これは2011/06/06 20:48の質問を修正したものです。)

Aベストアンサー

測定対象から、計器に必要な電力だけ採取して伝える機構が、おっゃる通り CTやVTでしょう。測定対象に計器を直接に繋ぎ込むと、計器にとって電圧値や電流値が大きすぎる、つまり電力が過剰に採取されてしまう場合に、それを抑制する事ができます。CTもVTも伝達電力は似たような値かもしれません。しかし電圧計はできる限り小さな電流、電流計は出来る限り小さな電圧降下を目指しており、例え電圧電流「積」は同じでも電圧電流「比」(インピーダンス)は両極端です。このインピーダンスの違いにより、CTとVTでは、典型的巻き数、また巻き数比と電力採取量の対応関係、などが異なって来ます。

電圧計は端子間の正確な電圧を表示しますが、小さな負荷電流(大きな抵抗 Rv)は努力目標で、規定は無く有限です。一方電流計は正確な通過電流を表示しますが、小さな電圧降下(小さな抵抗 Ri)は努力目標で、規定は無く有限です。測定対象からトランスで電力を採取して渡す際、どのような誤差が生じるでしょう。トランスの個性は励磁インピーダンスと漏れインピーダンスで記述されます(T型等価回路を思い浮かべてください)。 電圧計の接続で生じるのは、漏れインピーダンス Zs と Rv の分圧誤差で、Zs<<Rv(定電圧的)が望まれます。 電流計の接続で生じるのは、励磁インピーダンス Ze と Ri の分流誤差で、Ze>>Ri(定電流的)が望まれます。従ってトランス二次側としては、VTでは比較的少ない巻き数、CTでは比較的多い巻き数になる筈です。

一次側はどうでしょう。VTとしては励磁インピーダンスが高く、また一次換算Rvも大きい方が望ましいので、一次巻き数は多くなります。(計器への電力採取量は、一次巻き数増加につれて減少します。) CTとしては漏れインピーダンスが低く、また一次換算Riも小さい方が望ましいので、一次巻き数は少なくなります。(計器への電力は、一次巻き数減少につれて減少します。)

前の類似質問に、定電流回路、定電圧回路という語句が見受けられましたので、インピーダンスが異なるが同量のエネルギーを伝える機構という対称性を目玉にして説明してみました。

測定対象から、計器に必要な電力だけ採取して伝える機構が、おっゃる通り CTやVTでしょう。測定対象に計器を直接に繋ぎ込むと、計器にとって電圧値や電流値が大きすぎる、つまり電力が過剰に採取されてしまう場合に、それを抑制する事ができます。CTもVTも伝達電力は似たような値かもしれません。しかし電圧計はできる限り小さな電流、電流計は出来る限り小さな電圧降下を目指しており、例え電圧電流「積」は同じでも電圧電流「比」(インピーダンス)は両極端です。このインピーダンスの違いにより、CTとVTでは、...続きを読む


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