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Development of optical correlation endoscopy with 0.1 mm diameter, biological morphology, and diagnosis

0.1毫米直径光学相关内窥镜、生物形态及诊断的开发

基本信息

批准号：
21H03842
负责人：
若山俊隆
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Saitama Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、CMOSやCCDのような二次元検出器を用いずに直径 0.1 mm 以下の1本の光ファイバーを用いた内視鏡技術を構築し、生体深部の未到領域の撮影から病理診断に貢献することを目的としている。初年度に達成した画像化技術ではようやく画像化できるにとどまっていたが、今年度は具体的に画像化の特性を詳細に調査することにした。まずは画像化の空間分解能を明らかに、複雑な形状についても画像化できるかを調査した。小さなサンプルを用意するためにここでは自作でレーザー加工機を作製し、サンプルも描画することにした。また、すでに提案されている光ファイバーイメージング手法との決定的な違いを考察した。本手法による特異なイメージング技術として、光拡散場、微弱光測定およびメゾ領域のイメージングという3つの特徴を明らかにした。光拡散場のイメージングにおいては、光拡散場における画像復元のアルゴリズムを考察し、実際に検証実験を行った。通常の脳神経外科で使用される光ファイバーを6000本バンドル化した内視鏡では撮像することができなかった拡散板の先にある物体を本方法では画像化することに成功した。さらに、従来の上述した内視鏡でイメージングに必要となる光の強さの1/1000の光強度で画像化することにも成功し、超低侵襲なイメージングを達成することができた。さらに、本手法はこれまでに提案されてきた光ファイバーイメージングでは達成できなかった光ファイバー端から数mm～数10mmの領域を画像化できることを明らかにし、本方法が医療分野に極めて有効であることを示すことができた。しかしながら、まだ、画像化についてはより複雑なものには適応することができないなどの問題点を有していたり、計測時間の問題などもあるので、今後これらを対応していきたいと考えている。

This study aims to construct an optical endoscope with a diameter of less than 0.1 mm for the application of CMOS CCD and two-dimensional detectors, and to contribute to pathological diagnosis in deep areas of the organism. In the first year, we achieved a detailed investigation of the characteristics of the image. The spatial decomposition of the image can be investigated clearly, and the shape of the image can be investigated. The machine is designed to be used as a tool to control and control the process. In addition to the above, we will continue to explore ways to improve the quality of our products. This method is based on special technology, optical scattering, weak light measurement and special characteristics of the field. Light scattering and light scattering General neurosurgery uses 6000 pixels to visualize objects prior to imaging. The light intensity of 1/1000 of the light intensity of the endoscope is necessary to achieve the goal of ultra-low invasion. This method is very useful for medical treatment. The problem of measuring the time is that the time will be measured in the future.