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低コヒーレンス干渉法に基づく動的スペックルを利用した皮下腫瘍診断装置の開発

Research Project

Project/Area Number 15760306
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionAsahikawa National College of Technology

Principal Investigator

横井 直倫  旭川工業高等専門学校, 助手 (60353223)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords低コヒーレンス干渉法 / スペックル / 断層計測 / 血流計測 / 腫瘍診断 / 画像処理
Research Abstract

まず,低コヒーレンスレーザーを散乱体や懸濁媒質などの後方にある運動拡散面に照射したときに発生する動的スペックルを新設の冷却CCDカメラで撮影し,映像上の各画素におけるスペックル強度の時間変化率を新設のパーソナルコンピュータで計算し,ディスプレイ上にコントラストで可視化できる画像処理ソフトウェアをアプリケーション開発ツールMATLABにより作成した.本方法の遂行にあたって,スペックル変動が速くなると強度変化が1/30秒というCCDカメラの走査周期内で平均化され速さを正確に再現できなくなる問題があったため,その解決法として連続する2画像の強度平均偏差を利用した新規な画像処理法を導入し,スリガラスの背後にある速度既知の運動拡散面を測定対象とした実験でその有効性を確認した.さらに,画像処理段階でスペックル画像に2値化処理を適用することにより,運動体速度に対するスペックル変動の検出感度を最大で6倍程度向上させられることも確認した.以上の結果から,従来のコヒーレンスの良いレーザーでは実現できなかった散乱体背後にある運動体の奥行位置と速度の同時計測が可能であることを実証した.最後に,擬似生体試料としてイントラリピッド水溶液,また血液試料として絵具溶液を使用して作成した皮膚モデルを測定対象として,本研究で開発した皮膚下腫瘍診断装置の性能試験を実施した.その結果,擬似生体試料下の血流の深さを約20μmの奥行分解能で計測でき,また血流の相対速度可視化に関してもコントラストと速度の間に良好な直線性が得られ,提案手法の有効性を確認することができた.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (3 results)

  • [Journal Article] 低コヒーレンススペックルを利用した散乱体後方物体の速度可視化-画像処理方式の検討-2005

    • Author(s)
      横井直倫
    • Journal Title

      第37回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集

      Pages: 127-128

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Image processing of dynamic speckle patterns for effective velocity sensing2004

    • Author(s)
      Naomichi Yokoi
    • Journal Title

      Proceedings of SICE-Society of Instrument and Control Engineers Annual Conference 2004 in Sapporo

      Pages: 1534-1539

    • NAID

      130006960534

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Theoretical study of dual burst LDV technique for measurements of the particle velocity, size, and absorption coefficient2004

    • Author(s)
      Naomichi Yokoi
    • Journal Title

      Proceedings of the 7th International Congress on Optical Particle Characterization (OPC2004)

      Pages: 46-46

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 粒子計測用デュアルバーストLDVの光学系に関する理論的考察2004

    • Author(s)
      横井直倫
    • Journal Title

      第65回応用物理学会学術講演会講演予稿集

      Pages: 895-895

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 運動体速度の干渉画像計測における差分平均処理の検討2004

    • Author(s)
      横井直倫
    • Journal Title

      第40回応用物理学会北海道支部/第1回日本光学会北海道支部合同学術講演会講演予稿集

      Pages: 61-61

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 横井直倫: "低コヒーレンススペックル干渉画像を用いた速度計測におけるスペックル径の影響"日本機械学会北海道支部第43回講演会講演概要集. 032・1. 190-191 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 横井直倫: "スペックル干渉画像を用いた速度可視化におけるスペックルサイズの効果"第36回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集. 103-104 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Naomichi Yokoi: "Image processing of dynamic speckle patterns for effective velocity sensing"Proceedings of SICE-Society of Instrument and Control Engineers Annual Conference 2004 in Sapporo. (in press)(発表予定). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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