Development of Holographic Four-Dimensional Microscopy for Biomedical Diagnostics

用于生物医学诊断的全息四维显微镜的发展

• 批准号: 23657050
• 负责人: SATO Kunihiro
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23657050/
• 关键词: 顕微鏡技術; デジタルホログラフィ; 3次元断層顕微鏡; レンズレス; 超高分解能; 生体計測; 生体細胞; ３次元断層顕微鏡; ３次元顕微鏡; 無歪高分解能; 微生物; 水中観察; 大深度

A lens-less holographic microscope has been developed for 4-D measurement of microorganisms swimming in water. Intensity and phase images with a high resolving power and with a large depth are precisely reconstructed for moving objects in air or even in dielectric media. High-resolution microscopic tomography has also been developed for optical measurement of living tissue by using the lens-less reflection-type holographic microscope. Experimental results demonstrate tomographic 3-D imaging with diffraction limited resolution. A new method has been proposed in order to develop a super-resolution lens-less holographic microscopy. Four or more holograms with different incident angles of illuminating light are recorded to generate one hologram with a large value of the numerical aperture (NA). NA of the generated hologram can be enlarged up to a value larger than 1, and a resolution of the microscopy can be improved up to a value higher than one half of the wave length.

研制了一种无透镜全息显微镜，用于水中微生物的四维测量。对于空气中或介质中的运动物体，可以精确重建出分辨率高、深度大的强度和相位图像。利用无透镜反射式全息显微镜，还开发了用于活体组织光学测量的高分辨率显微层析成像。实验结果表明，层析三维成像具有衍射极限分辨率。为了研制超分辨率无透镜全息显微镜，提出了一种新的方法。记录四张或更多不同照明光入射角的全息图，以产生一张具有较大数值孔径(NA)的全息图。生成的全息图的NA可以放大到大于1的值，并且显微镜的分辨率可以提高到高于波长的一半的值。

项目成果

Lens-less 4-D microscopy for measurement of moving microorganism by the one-shot digital holography

无透镜 4D 显微镜，用于通过一次性数字全息术测量移动微生物

• 发表时间: 2011
• 作者: 梅崎勇次郎;吉井大志;Helfrich-Foerster C;富岡憲治;江島亜樹;K. Sato;斎藤祐見子;花房志帆;江島亜樹;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato

媒質中高分解能３次元観察のためのレンズレス・ホログラフィック顕微鏡

用于介质中高分辨率三维观察的无透镜全息显微镜

• 作者: Tobari Y;Iijima N;Tsunekawa K;Osugi T;Haraguchi S;Ubuka T;Ukena K;Okanoya K;Tsutsui K;Ozawa H.;古市和稔，佐藤邦弘;Kazuyoshi Tsutsui;大谷真由，佐藤邦弘
• 通讯作者: 大谷真由，佐藤邦弘

Real-time recording and reconstruction of moving 3D images using electronic holography

使用电子全息术实时记录和重建移动 3D 图像

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proc. of SPIE (reviewed)
• 作者: K. Furuichi;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato

Numerical Reconstruction of Hi-Resolution Microscopic Images for Lens-Less Holographic Microscopy

无透镜全息显微镜高分辨率显微图像的数值重建

• 发表时间: 2012
• 期刊: International Journal of Intelligent Computing in Medical Sciences and Image Processing
• 作者: 小林 克希;小川 貴弘;長谷山 美紀;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato

High-resolution Lens-less Holographic Microscopy for 4-D Measurement of Transparent Microorganism Swimming in Water

高分辨率无透镜全息显微镜用于对水中游动的透明微生物进行 4D 测量

• 发表时间: 2013
• 作者: J. Yokoyama;M. Otani;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato