光コヒーレンストモグラフィーを用いた速度場のマイクロ断層計測法の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

光コヒーレンストモグラフィー（Optical Coherence Tomography；OCT）は近赤外広帯域光の低コヒーレンス光干渉を利用して対象の断層像をマイクロスケールで可視化する手法であり，生体組織の病変診断や工業製品の非破壊検査に利用が進んでいる．これらの計測において，対象の速度場や振動特性を計測することは，両者の診断・検査精度の向上だけでなく，病変や欠陥の発生メカニズムを解明する鍵にもなり得る．そこで本研究では，OCTを用い対象の速度場や振動特性を3次元マイクロ計測するDirection-Resolved Optical Coherence Velocimetry（DROCV）の開発を目的とし研究を行ってきた．2021年度の研究において，機械学習を利用したDROCVアルゴリズムを作成し，血液模擬溶液を用いた検証実験から手法の妥当性を示した．2022年度は，生体組織でDROCVを行うためのヒト血液試料を用いた教師データ取得実験と，生体組織に対するDROCVアルゴリズムの改良を行った．この結果，生体模擬試料およびヒト皮膚血管における血液の流れ場（血流速，角度）をDROCVで定量的に計測可能であることを示した．またこれと並行して，工業製品に対するDROCVの妥当性を検証するため，ステッピングモータにより回転するゴムローラを計測対象としたパイロット実験も実施した．この結果，DROCVによりゴムローラの回転速度および回転方向が検出可能であることを示すとともに，入力パルス間隔に起因する微小な回転速度変動も検出できることが分かった．以上の研究過程において得られた結果をまとめ，査読付国際論文誌2件，国際学会2件，国内学会2件の成果発表を行った．