1999 Fiscal Year Annual Research Report
生体指標解析のための多次元スペクトル相関法に関する研究
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11650038
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
伊藤 雅英 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (30150874)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷田貝 豊彦 筑波大学, 物理工学系, 教授 (90087445)
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| Keywords | スペクトル計測 / 相関法 / 次元解析 / 生体計測 / モンテカルロ |
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| Research Abstract |
パラメータの変化に対する各波長のデータ間の相関をとることにより、同一の振る舞いをするスペクトル成分があれば、同一の物質に起因するものとすることができる.それによりそれぞれの特徴スペクトルを持つ個々の物質を定量的に測定可能となる.この方法ではあらかじめ予備的な処理が不要であり,また現実の物質の存在に沿った解析が可能である.本研究では,パラメータとして,紫外線量,照射後の時間,あるいは,湯の温度やその時間などを選んだ.これらの処置によって皮下のヘモグロビン(血流)量やメラニン色素量が変化すると予測された.方法は,まず,1次の相関をおこないその特徴抽出を試みた.まずスペクトルを再現性よく検出必要があるため,皮膚測定用のプローブを作成した.これまでいくつかの測定器を使った特定を行ってきたが,皮膚の場合,プローブを押しつけると血流量がかわり色が白くなる。また,光源についても,被測定領域の外側から皮下に進入する成分が大きく色に寄与していることがわかった.それに基づき最適プローブを設計した.皮膚のように強散乱物体中の光の拡散のシミュレーションを行った.これまで報告されている手法は分光情報を含んでいないので,本研究では新たに分光情報も取り込んだモンテカルロシミュレーションを行った.上記の結果と,異なる色を重ねたモデルによる実験と比較し,ソフトウェアの最適化を行った.皮膚に紫外線を照射し,照射後のスペクトルデータを取得し,相関のある波長を抽出しメラニンとヘモグロビンの変化を推定した.パラメータの変化に対する各波長のデータ間の相関をとることにより,同一の振る舞いをするスペクトル成分があれば,同一の物質に起因するものとすることができる.それぞれの特徴スペクトルを持つ個々の物質を定量的に測定可能となる.
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[Publications] M.H.Tsai,H.X.Huang,M.Itoh,T.Yatagai: "Fractional Fringe Order Method Using Fourier Analysis for Absolute Measurement of Block Gauge Thickness"Optical Review. 6巻5号. 449-454 (1999)
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[Publications] Hongxin Huang,Masahide Itoh and Toyohiko Yatagai: "Phase Retrieval of Phase-Shifting Interferometry with Iterative Least-Squares Fitting Algorithm: Experiments"Optical Review. 6巻3号. 196-203 (1999)
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[Publications] H.Huang,M.Itoh and T.Yatagai: "Optical Scalable Parallel Modified Signed-digit Algorithms for Large-scale Array Addition and Multiplication Using Digital-decomposition-plane Representation"Optical Engineering. 38巻3号. 432-440 (1999)
