高次強度-位相変換法に基づいた瞬時高精度医用定量位相イメージング法の開発

基于高阶强度-相位转换方法的瞬时高精度医学定量相位成像方法的研制

• 批准号: 22K17996
• 负责人: 最田 裕介
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Wakayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17996/
• 关键词: 強度輸送方程式; 位相イメージング; 偏光ディレクトフラットレンズ; 空間光変調器; 偏光多重; 定量位相; 高次近似; 医用画像

本研究課題では，それまでに開発してきた単一露光強度輸送定量イメージング法のさらなる高性能化・高機能化を目的として，光エネルギー効率および中間データとして使用するデフォーカス撮影像データの品質の向上と，偏光の性質を利用したデフォーカス像の増加による最終的な位相計測精度の向上の二つを主な目的としている．2022年度は前者への取り組みはほとんどなく,後者の検討を中心におこなった．提案法では，特殊なホログラムパターンによる光の変調を利用して，撮像素子面の領域を九つに分割し，中心に表れる合焦像のまわりに八つの異なるデフォーカス像を一度に取得し，これらを用いて位相分布を計測している．さらに異なるデフォーカス像を増加させることにより計測精度の向上が期待できるが，撮像素子面の領域は有限であり，単純にその分割数を増やすだけではそれぞれのデフォーカス像に割り当てられる画素数が低下，すなわち取得されるデフォーカス像の品質低下につながり，計測精度の向上は見込めない，もしくはその効果が限定的である．そこで本研究課題では偏光の性質に着目し，直交する二つの偏光に対して焦点距離が異なる偏光ディレクトフラットレンズにより従来の八つのデフォーカス像を多重化して2倍にすることを検討した．まず，コンピューターによるシミュレーションで当該素子を用いることで直交する偏光として2倍の像が生じるかどうかを検証したが，現状保有するものでは焦点距離が長すぎるため適切な調整が困難であった．そこで，偏光依存性のある空間光変調器をこの素子に替えて使用することを想定して同様のシミュレーションをおこない，所望の像が得られることが確認できた．しかし，これを用いて計測された位相分布は従来のものと同等，もしくは劣るものであった．次年度以降は，この原因を追究し精度の向上に努める予定である．

This research topic で は, そ れ ま で に open 発 し て き た 単 a dew light intensity conveying イ quantitative メ ー ジ ン グ method の さ ら な る high-performance, high functional purpose を と し て, light エ ネ ル ギ ー sharper rate お よ び middle デ ー タ と し て use す る デ フ ォ ー カ ス pinch of image デ ー タ の quality の と upwards, Nature of polarization の を using し た デ フ ォ ー カ ス like の raised plus に よ る な phase measuring precision of the final の の up two つ を main purpose な と し て い る. In 2022, the <s:1> former へ <s:1> will take the へ group み み ほとん ほとん <s:1> なく なく in なく, and the latter 検 検 will seek the を center にお にお なった なった. Proposal method で は, special な ホ ロ グ ラ ム パ タ ー ン に よ る light の - adjustable を using し て, pinch of pixel を nine sub surface の field つ に し segmentation, center に table れ る focus like の ま わ り に eight つ の different な る デ フ ォ ー カ ス as を once に し, こ れ ら を with い を て phase distribution measuring し て い る. さ ら に different な る デ フ ォ ー カ ス like を raised plus さ せ る こ と に よ り measuring precision の upward が expect で き る が, pinch of pixel sub surface は の field limited で あ り, 単 pure に そ の number を raised や す だ け で は そ れ ぞ れ の デ フ ォ ー カ ス like に cut り when て ら れ る primes が is low, す な わ ち obtain さ れ る デ フ ォ ー カ ス like の low quality に つ な が り, measuring accuracy の は see upward 込 め な い, も し く は そ の unseen fruit が qualified で あ る. そ こ で this research topic で は polarization の nature に mesh し, rectangular す る two つ の polarization に し seaborne て が focus distance vision な る polarization デ ィ レ ク ト フ ラ ッ ト レ ン ズ に よ り 従 to の eight つ の デ フ ォ ー カ ス like を multiple し て 2 times に す る こ と を beg し 検 た. ま ず, コ ン ピ ュ ー タ ー に よ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で when the element child を い る こ と で rectangular す る polarization と し て 2 times の born like が じ る か ど う か を 検 card し た が, status quo keep す る も の で は long focal distance が す ぎ る た め appropriate な adjustment difficulty が で あ っ た. そ こ で, polarization dependence の あ る spatial variations of light modulator を こ の element child に for え て use す る こ と を scenarios し て with others の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を お こ な い, hoped の as が ら れ る こ と が confirm で き た. The された phase distribution された 従 is measured by the て て meter to be equal to, equal to, equal to, equal to く, equal to, inferior to, る, であった, であった. In the following year and below, the reasons are を, the precision is を, and upward に, める are determined である.

项目成果

偏光を利用した単一露光高次強度輸送定量位相イメージングの精度検証シミュレーション

偏振光单次曝光高阶强度输运定量相位成像精度验证模拟

• 发表时间: 2023
• 作者: 澤村和成;最田裕介;野村孝徳
• 通讯作者: 野村孝徳