Exploration of Optical Structural Representation of Biological Tissues Based on Topological Analysis and Its Application to Scattering Imaging

Publicly Offered Research

Project Area	Comprehensive understanding of scattering and fluctuated fields and science of clairvoyance
Project/Area Number	23H04133
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	西村隆宏大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords	生体組織光学 / 屈折率分布 / トポロジカル解析 / 光学特性
Outline of Research at the Start	生体内の光伝搬計算には，組織を微小球粒子が均質に分布した屈折率分布と仮定し，吸収・散乱係数により記述される多重散乱に基づくモデルが広く利用されている．しかし，組織の微視的な不均質性や光の波動性が考慮されておらず，既存の光伝搬計算に基づく解析による空間分解能は組織スケール(mm-cm)にとどまっている．本研究は，組織の不均質な屈折率分布に対して，トポロジカル解析に基づく光学構造表現を確立し，生体の散乱透視における有効性を明らかにすることを目的とする．蛍光内視鏡診断で課題となる粘膜組織2mm深さ程度での細胞スケールのイメージングを達成し，本手法の有効性を検証する．