2013 Fiscal Year Research-status Report
卵巣機能の実時間評価のためのドップラー光干渉断層画像化システムの開発
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25350519
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
渡部 裕輝 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (00333328)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | OCT / GPU / 卵巣機能 |
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| Research Abstract |
本研究では，卵巣機能の新しい早期診断法として，卵巣に存在する初期発達段階の卵胞の形態変化を観察するため，5ミクロンの空間分解能を有する高分解能・光干渉断層計(OCT)システムを開発する．さらに安価なGPU(Graphics Processing Unit)を用いた超高速画像処理を開発し，形態の断面構造だけでなく，生命を司る機能情報のリアルタイム表示を実現することによって，卵巣機能を「生きたままで」診断できる画期的な解析技術を開発する.
本年度は，前述した目的を達成するために，これまでの使用してきた波長840nmより長い波長帯(1310m)のOCTシステムを構築した．この波長帯で感度を有する近赤外高速ラインカメラ(1024画素，91.9kライン/秒)を導入し，高速に干渉信号を取得した．さらに構造情報と機能情報のリアルタイム表示実現のため，GPUによるフーリエドメインOCT用高速画像処理の開発を行った．OCT画像の強度情報を利用しドップラー角に関係なく流体位置のマッピングを行うcorrelation mapping OCT(cmOCT)やintensity based Doppler variance OCT(IBDVOCT)，speckle variance OCT(svOCT)の3つのアルゴリズムをGPUで開発し，各々実行した結果，いずれの方法でもデータ取得時間より短い時間で処理が終えることを確認し，リアルタイム表示が可能であることがわかった．さらに横方向分解能の改善を検討を行った．まず測定プローブに焦点距離の短いレンズを用いて，テストターゲットを用いて分解能を評価した結果と5.5umなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
卵巣内の卵子の動きを画像化ため，血流のマッピングに有効なアルゴリズムを適応した．それらがGPU上で正しく動作するプログラムを開発できたため，概ね順調にできているといえる．横方向の分解能は測定プローブに焦点距離の短いレンズを用いることで概ね達成できている．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度構築したOCTシステムにおいて，より高い深さ方向分解能を得るため，これまでより広帯域な超広帯域光源を導入し，システムの改良を行う．OCTシステムで超広帯域光源を利用することから，参照光路とプローブ光路の違いによる分散の影響が大きい．そこで分散を補償するため，プローブ光路と同等の光学素子を参照光路に入れるて調整する．当初の計画通り十分な補償が出来ない場合は，計算による数値的な補償を検討し，GPUプログラムに実装する．機能情報可視化のためのアルゴリズムの再評価し，GPUプログラムに改良を加える．さらにシステム構築後，マウス卵巣を用いて，評価を行う．得られた結果をまとめ学会発表を行う
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
システム改良に必要な光学部品などの物品を購入するには，少額であったため
翌年度分と合わせて，物品を購入し，システムの改良を行う予定である．
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