| 研究課題/領域番号 |
19K20401
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
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| 研究機関 | 和歌山大学 |
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研究代表者 |
最田 裕介 和歌山大学, システム工学部, 助教 (30708756)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | シャックハルトマン波面センサー / 広ダイナミックレンジ / 高空間分解能 / 回折光学素子 / 深層学習 / ハイパースペクトルイメージング / 分光画像 / 圧縮センシング / マルチスペクトルイメージング / 体積ホログラム / シャックハルトマン / 空間分解能 / 回折格子 / 分光イメージング / 波面分割レンズ / 移動平均しきい値処理 / 画像縮小 / 眼底イメージング / 補償光学 / 波面センシング / スペクトラルイメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，眼底イメージングにおいて，異なる波長帯域ごとにマルチスペクトル画像を得ること，眼球内の角膜や水晶体等に起因する波面収差が大きい場合においても観察ができるように波面補償をすることを目的とし，符号化開口を用いたイメージング技術とシャックハルトマン波面センサーを用いた補償光学技術を導入したイメージングシステムの開発をおこなう．本研究課題では，比較的簡易かつ小型な光学系と一度の撮像でこれらの目的を達成するため，補助事業期間中は数値的および実験的に，大きな波面収差の補正方法とマルチスペクトル画像の復元方法を検証し，高解像マルチスペクトル眼底イメージングシステムの実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
眼底診断では眼球内の角膜や水晶体等に起因する波面収差で像が歪むという問題があるが，補償光学装置の導入によりある程度解消できる．しかし，装置中の波面センサーの許容を上回る収差が生じる場合，高精度なイメージングが困難である．また複数の波長帯で眼底画像を得られればさまざまな診断に有用な情報を取得できるが，分光画像を得るためには複数回の撮像が必要であった．
本研究では，波面センサーに波面分割レンズや種々の画像処理技術を導入することで測定精度改善，外乱や測定環境による影響への堅牢化，解析時間の高速化を達成した．また，回折格子を用いることで空間分解能を犠牲にすることなく単一撮像で分光画像の取得を可能にした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は大きく分けて二つの課題の改善を目指したものである．まず，眼底検査の際に眼球内の屈折異常など結像系で観察が困難な場合に用いられる波面センサーの改善をおこなった．一般的に用いられるシャックハルトマン波面センサーに波面分割レンズアレイを導入し，解析アルゴリズムを改良することで，計測精度の改善，外乱や測定環境による影響への堅牢化，解析時間の高速化を達成した．また，複数の波長帯のイメージングを単一撮像でおこないながら空間分解能の改善を実証し，これは生体のように動的な物体に対しても適用可能である．これらを組み合わせたイメージング法は従来よりも高精度かつ広範な医療診断の可能性を期待できるものである．
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