2012 Fiscal Year Annual Research Report
細胞アクティブセンシングのための実時間マイクロＰＩＶシステム
Publicly Offered Research
| Project Area | Hyper Bio Assembler for 3D Celluler Innovation |
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| Project/Area Number |
24106509
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
石井 抱 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40282686)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | マイクロ計測 / 画像計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A) 可変フレームストラドリング時間制御に基づくオプティカルフローアルゴリズム1) オフライン高速度カメラを用いて，マイクロ流路チップ上の様々な流速のマイクロ粒子の高フレームレート動画を撮影した．2) Lucas-Kanade法を用いた速度解析を行い，オプティカルフローにおけるフレーム間隔と速度精度の関係を定量解析した．3)フレーム間隔を高速流れには小さく，低速流れには大きくする可変フレームストラドリング型オプティカルフロー法を提案した．B) デュアルカメラ高速ビジョンハードウェア1) 2台のカメラ入力を持つ高速ビジョンハードウェアに対し，フレームストラドリング時間をμ秒以下で制御可能となるように回路改良を行った．2) 高速ビジョンとGPUコンピュータと連動させ，2台のカメラ入力に対し512×512画像に対し1000fps実時間処理を可能とした．3) オプティカルフロー法を高速ビジョンに実装し，μ秒以下のフレームストラドリング時間を持つ画像対に対する実時間計算が可能なことを確認した．C) オプティカルフロー法を実装した実時間マイクロPIVシステム1) 2台の小型高速カメラヘッドを導入し，光学式顕微鏡のカメラポートに接続し，基本的動作を確認した．2) 2台のカメラ入力が同一視野及び輝度となるように，アフィンワーピング補間による幾何補正及び輝度LUTによる輝度補正を行った．3) マイクロ流量チップ上の流れに対し，実時間で高速な流れ分布が計測可能なことを確認した．4) 流路径(100μm前後)と同レベルのトレーサ粒子や細胞を流し，粒子位置・形状が実時間計測できることを確認した．
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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
フレームストラドリングに基づくオプティカルフロー推定及びその高速ビジョンシステムへの実時間実装は、当初計画通り実現されており、高速なマイクロ流れに対する実時間マイクロPIVシステムの実現に成功しており、またマイクロ流路内でのトレーサ粒子や細胞の位置・形状を瞬時計測できることも実システム上で確認しており、当初研究目的に対しておおむね順調に研究が進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は実時間PIVシステムの性能向上とともに、当初の研究計画の予定通り、マイクロ流路内での高速な流れにおける細胞の時空間変形を実時間定量化を可能とする細胞アクティブセンシングを行い、細胞の柔らかさに対応した機械的インピーダンスに対応した動的特性を定量評価していく予定である。
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Research Products
(7 results)
