光学的CTスキャン顕微鏡による三次元組織細胞観察システムの開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17659164
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 谷 重喜 浜松医科大学, 医学部付属病院, 助教授 (80217116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前川 真人 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20190291)
• Keywords: 画像再構築 / FFT変換 / ラドン変換 / 断層撮影 / 組織細胞 / 3次元構築 / 光学顕微鏡 / バックプロジェクション

Research Abstract

(1)光学的CTスキャンシステムの中核となる顕微鏡の製作
顕微鏡光源と鏡頭レンズ系との光軸が傾斜方向に回転する構造を有した光学顕微鏡の製作を行ったが,鏡筒と光源の軸を直線に保ち傾斜回転を行わせると試料中心軸との誤差ひずみが生じるため,試料を光軸内で回転する機構に設計変更した.
(2)光軸制御用スポット光源装置と平面透過用光源装置,及びCCD画像センサ装置に関しては,試料回転機構に変更したために,光軸制御スポットは不要となり,平面透過用光源の製作を行った.CCD画像センサに関しては,CCDデジタルカメラを用い被写界深度を深くするためにマクロレンズを設けた.
(3)顕微鏡から得られる画像を平面断層像と三次元立体像に変換するプログラムの開発に関しては,透過画像を自由平面で断層像に変換するためのFFT変換,逆FFT変換,ラドン変換,逆ラドン変換プログラムにより行うこととした.カラーが画像に対しての断層像の再構築を行うために3次元立体像に関しては,カラー化への対応を行う予定である.
(4)分光した画像を評価するために,電気的分光機能としてCCD画像センサの信号をFFT変換し特定波長の画像を表示するプログラムの開発を行ってきたが,特定波長の画像に対して断層画像の変換を行うと画質の劣化が生じるため,画像構築の際に3次元FFT変換にて行うことを検討している.
(5)試料内部を通過する光の散乱による画質の劣化が予想されるため,フォトンマッピング法による光の散乱状態の計算から画質の改善を行うプログラムの関しては,計算による画像劣化の完全よりも元の画像の質を向上させるために,回転機構を備えた試料台を作成することとした.
(6)製作した顕微鏡とプログラムにより光透過性と画像表示精度を検証するためにダミーサンプルを利用し,透過特性,散乱特性,画像再構築に関する画像特性の評価と検証を行っている.