Development of micro-tomographic measurement method for velocity field using optical coherence tomography

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03951
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• Principal Investigator: Nakamichi Yu 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (70586164)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光コヒーレンストモグラフィー（OCT） / ドップラーOCT / OCTアンギオグラフィー / 機械学習 / 速度場 / 流れ場 / 生体診断 / 非破壊検査

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to develop a micro-tomographic measurement method to detect velocity fields in biomedical tissues and industrial materials using optical coherence tomography (OCT), which is termed DROCV. I built a DROCV measurement system that can record OCT, Doppler OCT, and OCT angiography data simultaneously and developed a DROCV algorithm that estimates velocity fields using regression models obtained by supervised machine learning. Validation experiments using biomedical tissues and industrial materials were performed and showed that DROCV can detect both velocity fields (velocity and angle maps) quantitatively.

Free Research Field

医工学，光計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したDROCVにより，生体組織，工業材料の速度場の3次元マイクロ計測が可能となった．医療分野において，OCT，OCTアンギオグラフィー，ドップラーOCTを用いた毛細血管網，血流速の診断が行われているが，DROCVにより血管網と血管の角度に寄らない血流速の検出が可能となるため，早期病変検出や診断精度の向上に寄与できると考える．工業分野においては，MEMSやナノテクなどの台頭により高まっている工業材料のマイクロ力学特性を計測するニーズに対し，材料の振動特性計測やマイクロ非破壊検査へ応用が期待できる．