計算機光学に基づくギガピクセル3D顕微鏡の創出とデジタル3D細胞診断の実現

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K20096
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 人間医工学およびその関連分野
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中村 友哉 東京工業大学, 工学院, 助教 (70756709)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 三次元画像 / 病理診断

研究成果の概要

病理標本のデジタル化のための装置として，Whole slide imaging(WSI)スキャナが普及しているが，一般的な結像光学系と同様に三次元情報は取得できない．一方で，焦点ボケにより鑑別に必要な画像情報が欠落すること，三次元構造情報そのものが特に細胞診において有用であることから，WSIにおいて適切な三次元情報処理の確立は重要である．
本研究では，WSI装置における三次元情報制御技術を開発した．焦点走査と画像処理を組み合わせた手法について，手法設計とともに実標本を用いた原理実証を行った．また，符号化光学系の設計により走査を不要化する手法についても提案し，その効果を確認した．

自由記述の分野

情報光学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Whole slide image(WSI)スキャナは病理診断に用いられる標本を画像化するために必要な装置であるが，三次元構造を持つ標本を正確に画像化できない点が課題であった．この問題を解決するために，WSIにおいて被写界深度を拡大する研究や，三次元画像再構成・解析・可視化の研究や，自由視点画像合成の研究を実施した．焦点距離の走査を必要とする手法，及び必要としない手法について提案し，数値及び光学実験により効果を実証した．本成果により，デジタル病理診断において三次元情報の取り扱いを簡便なハードウェアで実現でき，細胞診標本等三次元構造を持つ対象のWSI画像化や解析の普及の促進に貢献できる．