内視鏡的手法による粘膜下性状の新しい映像法

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内視鏡応用として考えられる粘膜下性状の映像化は,粘膜下腫瘍の診断やガンの壁深達度の計測等においてきわめて有効となる.本研究では,この映像化を目的として内視鏡光学系を改良し,いくつかの良好な結果を得た.まず最初に改良方法として,(1)偏光フィルタを組み合わせて粘膜面の表面反射光を除去する方法,(2)電子内視鏡にビーム投影光学系を組み込んで粘膜下性状を反映した散乱光強度パターンを画像化する方法,の2点を考えた.本年度は(1)の方法について実験を行い,(2)については次年度以降に引き続き研究を進めることとした.以下に(1)の実験内容と得られた結果について報告する.改良光学系では,内視鏡先端において,照明光学系と撮影光学系それぞれに,偏光フィルタを互いに直交させて配置する.これにより粘膜表面で直接反射する光を遮断し,粘膜内部に一度入射し,屈折・散乱を経て,再度粘膜面より出てくる光のみを観察することが可能となる.この方法の効果を実験によって確認した.テスト物体として,ハードコピー出力した正弦波パターンの上にうすい食用肉切片を乗せたものを用いた.肉切片を粘膜とみなして,粘膜下の情報(すなわち正弦波パターン)が,提案手法によって如何に高コントラストで撮影できるかを調べた.実験において電子内視鏡からの画像データの取り込み,およびその処理にパーソナルコンピュータを用いた.実験の結果,表面反射光が効率よく除去され,内部の情報が顕著に現れるのを確認できた.この方法は粘膜色の色の情報も安定的に取得できることも明らかにした.さらに,この改良はステレオ画像対に対する対応点検出にも有効であること,フィルタ導入によって増加するノイズは軽微であることもあわせて明らかにした.本研究で得られた成果は応用物理学会秋季講演会で口頭発表し,また詳細を論文誌Optics Communicationsで発表した.