低コヒーレンス干渉法に基づく動的スペックルを利用した皮下腫瘍診断装置の開発

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まず,低コヒーレンスレーザーを散乱体や懸濁媒質などの後方にある運動拡散面に照射したときに発生する動的スペックルを新設の冷却CCDカメラで撮影し,映像上の各画素におけるスペックル強度の時間変化率を新設のパーソナルコンピュータで計算し,ディスプレイ上にコントラストで可視化できる画像処理ソフトウェアをアプリケーション開発ツールMATLABにより作成した.本方法の遂行にあたって,スペックル変動が速くなると強度変化が1/30秒というCCDカメラの走査周期内で平均化され速さを正確に再現できなくなる問題があったため,その解決法として連続する2画像の強度平均偏差を利用した新規な画像処理法を導入し,スリガラスの背後にある速度既知の運動拡散面を測定対象とした実験でその有効性を確認した.さらに,画像処理段階でスペックル画像に2値化処理を適用することにより,運動体速度に対するスペックル変動の検出感度を最大で6倍程度向上させられることも確認した.以上の結果から,従来のコヒーレンスの良いレーザーでは実現できなかった散乱体背後にある運動体の奥行位置と速度の同時計測が可能であることを実証した.最後に,擬似生体試料としてイントラリピッド水溶液,また血液試料として絵具溶液を使用して作成した皮膚モデルを測定対象として,本研究で開発した皮膚下腫瘍診断装置の性能試験を実施した.その結果,擬似生体試料下の血流の深さを約20μmの奥行分解能で計測でき,また血流の相対速度可視化に関してもコントラストと速度の間に良好な直線性が得られ,提案手法の有効性を確認することができた.