| 研究課題/領域番号 |
21H04557
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 静岡大学 |
|---|
研究代表者 |
香川 景一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30335484)
|
|---|
| 研究分担者 |
中澤 謙太 静岡大学, 工学部, 助教 (50824520)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2023年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2022年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2021年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
|
|---|
| キーワード | CMOSイメージセンサ / マルチアパーチャ / マルチストレージ / 広視野生体計測 / 定量計測 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，生体の多様な情報を適切な手法・条件で効率的に取得する，再構成・プログラム可能なマルチモダリティ生体定量計測カメラを開発する．そのコアデバイスとして，時間分割多重・時間ゲートによる機能的撮影を行うマルチストレージ画素とマルチアパーチャ光学系による空間分割多重撮影を融合した汎用コンピュテーショナルCMOSイメージセンサデバイス(MaMs-compCIS)を開発する．このデバイスを多波長短パルス2値構造光照明と同期して得た時空間画像情報から，生体中の色素濃度・散乱係数の多層分布，血流スピードの面内分布など複数の計測モダリティに対する生体情報を同時計測する．
|
| 研究実績の概要 |
(1) 本研究のコアデバイスであるマルチアパーチャ・マルチストレージコンピュテーショナルCMOSイメージセンサ(MaMs-compCIS)について，画素ピッチ11.2μm，アパーチャ当たりの画素数200×250画素，アパーチャ数3×2のイメージセンサを設計し，試作した．このセンサは，アパーチャ毎に個別の露光パターンを設定できるため，光源およびイメージセンサの波長強度と感度に合せた適切な露光が可能である．また，空間周波数領域イメージング(SFDI)と多重露光レーザースペックルコントラストイメージング(MELSCI)をアパーチャごとに割り振る場合，露光パターンそのものが異なるため，その様な露光にも対応できる．このイメージセンサは動作検証を進めている．
(2) 8タップCMOSイメージセンサを用い，ヒルベルト変換を適用することで，波長当たりのパターン投影枚数を2とし，3波長同時にSFDIを適用し室内光があり，被写体が動いている条件でも，酸素飽和度と全ヘモグロビン量が適切に計測できることを実証し，その成果を生体光計測分野のトップジャーナルであるJournal of Biomedical Opticsで発表した．
(3) 波長依存が小さく，小型・高コントラスト・多波長重畳が可能な2値構造照明生成用の光学モジュールを開発した．本年度は，今までに構築したマルチライン生成光学系を用いて計測した反射画像に対してキャリブレーションを行い，吸収係数，等価散乱係数の2次元分布を推定した．
(4) 短パルスの2値構造光を生体に照射して得られる時空間的光信号を用いた簡易的なリアルタイムトモグラフィ技術として，ルックアップテーブル(LUT)を利用した時空間周波数領域イメージング(STFDI)について，シミュレータを用いて3次元的な分布をもつ数値ファントムについて，STFDIを用いると光学パラメータの推定精度が表層，深部の両方について向上することを確認した．
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
