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光ファイバ出射光スペックルを用いた圧縮蛍光イメージング法の開発原理

研究課題

研究課題/領域番号 17H03271
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関富山大学 (2019)
東北大学 (2017-2018)

研究代表者

片桐 崇史  富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (90415125)

研究分担者 松浦 祐司  東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード内視鏡イメージング / マルチモードファイバ / 単一画素イメージング / 内視鏡 / 光ファイバプローブ / 蛍光イメージング / 医用イメージング / 圧縮センシング / 蛍光 / 視野角 / 応用光学 / インドシアニングリーン / 構造化照明
研究成果の概要

本研究では,多色蛍光内視鏡を実現するための圧縮イメージングシステムの開発を行った.このシステムはファイバにより生成されるスペックル照明と圧縮画像再構成技術を基礎としている.高速で高精細な画像再構成を実現するためランダムな構造を有する照射パターンを最適化するとともに,提案するシステムを内視鏡へ実装するために1本の励起ファイバとバンドル化された集光ファイバから成るファイバプローブを製作した.開発したイメージングシステムを用いて生体ファントムの蛍光イメージの再構成に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛍光ナビゲーションによる内視鏡診断・治療において、暗い早期がんの検出、輪郭の強調、多色染色による神経・血管の温存治療が可能となり、内視鏡専門医の研修期間の短縮、診断の客観性向上、手術支援ロボットの信頼性向上に寄与する。内視鏡応用のみならず、ラマンイメージング、分光イメージングなどの暗いイメージング技術の応用範囲拡大、それに伴う、材料、化学、生物分野への貢献、更には、絵画等文化遺産の非接触分析、創薬、宝石鑑定など、分野を越えた広範な利用用途が考えられ、社会的に与えるインパクトは少なくない。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] スペックル照明を利用した光ファイバイメージングの内視鏡への実装2020

    • 著者名/発表者名
      大久保 享一, 片桐 崇史,松浦 祐司
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スペックル照明イメージング法の内視鏡への実装に向けたファイバプローブの検討2020

    • 著者名/発表者名
      大久保 享一, 片桐 崇史,松浦 祐司
    • 学会等名
      電気学会光・量子デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 波長依存スペックルを利用した単一ファイバイメージング2020

    • 著者名/発表者名
      久保田 達也, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スペックル照明用ファイバプローブを用いた蛍光内視鏡2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 享一, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Compact fluorescence endoscope with speckle-generating fiber probe2019

    • 著者名/発表者名
      T. Okubo, T. Katagiri and Y. Matsuura,
    • 学会等名
      24th Micro optics conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長依存スペックル照明を用いた単一ファイバイメージング―ファイバ長が画質に及ぼす影響―2019

    • 著者名/発表者名
      久保田 達也, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] All-fiber imaging system for ultra-thin flexible endoscope based on compressed image reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      T.Kubota,T.Katagiri and Y.Matsuura
    • 学会等名
      24th Micro optics conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スペックル照明内視鏡用ファイバ光学プローブの検討2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 享一, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 波長依存ファイバスペックル照明を用いた反射イメージ再構成2019

    • 著者名/発表者名
      久保田 達也, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multimode-interference-based spatio-spectral encoder for scanner-free endoscopic imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Takizawa, T. Katagiri, Y. Matsuura
    • 学会等名
      SPIE Conference on Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XIX
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ファイバスペックルを用いた圧縮蛍光イメージングの内視鏡への実装2018

    • 著者名/発表者名
      大久保 享一, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 波長可変レーザを用いた単一ファイバイメージングシステム2018

    • 著者名/発表者名
      久保田 達也, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多モード干渉を利用した単一ファイバ蛍光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      滝沢 佳樹, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マルチモードファイバからの出射光スペックルパターンを利用したリモート蛍光イメージングの提案2018

    • 著者名/発表者名
      片桐 崇史, 中野 修平, 松浦 祐司
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence endoscopy using fiber speckle illumination2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nakano, Takashi Katagiri, Yuji Matsuura
    • 学会等名
      SPIE Conference on Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XVIII
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MMIスペクトルエンコーダを用いた単一のファイバ蛍光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      滝沢 佳樹, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fiber-Assisted Fluorescence Spectral Endoscope2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Katagiri, Shuhei Nakano, Yuji Matsuura
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ファイバアシスト型蛍光内視鏡における反復再構成アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      中野 修平, 片桐 崇史, 松浦 祐司
    • 学会等名
      平成29年度電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 線形観測によるファイバアシスト型蛍光分光内視鏡の検討2017

    • 著者名/発表者名
      片桐 崇史, 中野 修平, 松浦 祐司
    • 学会等名
      第38回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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