| 研究課題/領域番号 |
21H03842
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 埼玉医科大学 |
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研究代表者 |
若山 俊隆 埼玉医科大学, 保健医療学部, 教授 (90438862)
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| 研究分担者 |
相澤 康平 埼玉医科大学, 保健医療学部, 助教 (10961790)
水谷 康弘 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40374152)
東口 武史 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | シングルファイバーイメージング / ゴーストイメージング / シングルファイバーゴーストイメージング / 微分ゴーストイメージング / 3D計測 / 光ファイバーイメージング / 光相関法 / 極細径内視鏡 / シングリファイバーイメージング / 光相関イメージング / 内視鏡 / 光相関 / 内視鏡技術 / 光相関計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
直径 0.1 mm 以下の1本の光ファイバーによる内視鏡病理診断技術は、生体深部の撮影から病理解明を実現できる。申請者らはこれまでに構造光制御と3D内視鏡、分光偏光検出の開発に成功した。本研究の目的は、構造光と点検出器の光相関から直径 1 mm 以下の血管形態検査と組織診断で病理を解明する光相関内視鏡技術の開発である。1本の光ファイバー内視鏡で生体の形態検査と組織診断を行う本研究は、脳や心臓などの血管が集約された器官の病理診断に貢献するだけでなく、医科学の広い範囲で前例のない画期的な治療や手術アプローチの確立を目指している。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、レンズレスでかつイメージセンサーレスの直径 0.1 mm の1本の光ファイバーを用いた内視鏡技術の構築を目的としている。本研究では、レーザーによって生じるスペックルパターンを安定に制御し、ゴーストイメージング法を導入した。この方法では50 μmの空間分解能で、3 mm角の物体をイメージングできることを明らかにした。ゴーストイメージング法によって光散乱場にも堅牢であることが明らかにされ、さらに独自の規格化法を取り入れることで従来法の1/1000程度のダメージ閾値でのイメージングを達成した。これにより血液中でフラッシュのいらないイメージングを実現することが期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究のシングルファイバー・ゴーストイメージングは、従来の内視鏡よりもはるかに細い、直径0.1mmという極細径化を実現している。我々が独自に開発した規格化法によって従来法の１/1000倍程度のわずかな光でも画像化が可能となり、生体におけるダメージ閾値を大きく軽減できると期待される。さらに、ゴーストイメージング法を取り入れたことによってシングルファイバーイメージングにおいても光散乱場に対しても画像化しやすいことが明らかになった。血液による光散乱場中でも生理食塩水を用いたフラッシュなしにイメージングすることも期待され、これまでのイメージング技術を大きく変革する可能性も秘めている。
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