Optical diffraction tomography for high-accuracy label-free 3D bioimaging
用于高精度无标记 3D 生物成像的光学衍射断层扫描
基本信息
- 批准号:22K04974
- 负责人:
- 金额:$ 2.66万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-04-01 至 2025-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
光回折トモグラフィによる3次元屈折率分布の再構成は,散乱波から散乱ポテンシャルを求める逆散乱問題の一種である.逆散乱問題の解法には,散乱モデルに基づいた数値最適化の手法が必要であり,従来は取扱いが簡単な単散乱モデルが広く用いられてきた.しかしながら,単散乱モデルに基づいたアルゴリズムは厚みのある試料や高屈折率の試料には適用できず,光回折トモグラフィの応用展開への制約となっている.そこで本研究では,多重散乱モデルに基づいた再構成アルゴリズムを開発に取り組んだ.散乱波から散乱ポテンシャルを再構成するためには,散乱ポテンシャルから散乱波を求める順モデルと,散乱波とその推定結果から散乱ポテンシャルを求める逆モデルが必要である.本研究では順モデルとして,修正ボルン級数による多重散乱の計算アルゴリズムを実装した.修正ボルン級数ではダンピングファクターを導入することにより,ボルン級数(高次ボルン近似)で問題となる数値解の発散が抑えられる.逆モデルは数値解と観測結果の二乗誤差を最小化する最適化問題として定式化した.最適化問題の数値解法としては近接勾配法を採用し,3次元の全変動(TV)正則化を用いることで,ノイズへの過剰適合を防ぎつつ解像度の向上を図った.多重散乱モデルは高密度・高屈折率の試料に適用可能であることに加え,後方散乱の影響をモデルに取り込むことで分解能を向上させることができる.提案手法による屈折率分布の再構成結果を従来の単散乱モデルに基づく結果と比較すると,二乗平均平方根誤差において50%程度の改善が認められた.
The reconstruction of the three-dimensional refractive index distribution of scattered waves is a kind of inverse scattering problem. The solution of inverse scattering problem is to optimize the numerical value of scattering problem. For example, if a sample has a high refractive index, it may be used to expand the refractive index of the sample. In this study, we found that the multiple scattering patterns were reorganized into multiple groups. Scattered waves are reconstructed. Scattered waves are reconstructed. In this study, we propose to correct the order of the number of uncorrelated numbers and to calculate the number of uncorrelated numbers. The correction of the series is based on the numerical solution of the series (high order approximation). The optimization problem of minimizing the binary error of the inverse numerical solution and the measurement result is formulated. The optimization problem is solved numerically by using the closely-coupled method, and the three-dimensional full-motion (TV) regularization is used in the middle of the solution. Multiple scattered light sources are suitable for high density and high refractive index samples. The reconstruction results of refractive index distribution in the proposed method were compared with those in the original method, and the average square root error was improved by 50%.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
光回折トモグラフィによる三次元屈折率分布の定量測定の検討
光学衍射层析成像定量测量三维折射率分布的研究
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:執筆者:62名;技術情報協会;小松智昭,吉田周平
- 通讯作者:小松智昭,吉田周平
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
吉田 周平其他文献
Demonstrating Application of Energy Resilience Assessment Model
能源弹性评估模型应用示范
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
吉田 周平;木村 真;Atsushi IWAI;Voon Yau Chew and Tomonari Yashiro - 通讯作者:
Voon Yau Chew and Tomonari Yashiro
社会的選択における情報処理量
社会选择中的信息处理量
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
吉田 周平;木村 真;Atsushi IWAI;Voon Yau Chew and Tomonari Yashiro;岩井淳 - 通讯作者:
岩井淳
Ni-Cr 二元系合金における短範囲規則構造の発達と力学特性の関係
Ni-Cr二元合金短程有序结构的发展与力学性能的关系
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
常盤 大樹;吉田 周平;宮嶋 陽司;辻 伸泰 - 通讯作者:
辻 伸泰
FCC構造を有するHigh/Medium Entropy Alloyにおける強化機構と室温引張変形挙動
FCC结构高/中熵合金的强化机制及室温拉伸变形行为
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
吉田 周平;Fu Rui;Gong Wu;池内 琢人;Bai Yu;柴田 曉伸;Feng Zongqiang;Wu Guilin;Hansen Niels;Curtin William;Huang Xiaoxu;辻 伸泰 - 通讯作者:
辻 伸泰
Ni-Cr二元系合金の室温力学特性に及ぼす短範囲規則化の影響
短程有序化对Ni-Cr二元合金室温力学性能的影响
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
常盤 大樹;吉田 周平;宮嶋 陽司;辻 伸泰 - 通讯作者:
辻 伸泰
吉田 周平的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('吉田 周平', 18)}}的其他基金
自家心膜を足場としたhybrid型生体内組織再生誘導人工導管による気管・気管支再建
使用自体心包作为支架的混合体内组织再生引导人工导管进行气管和支气管重建
- 批准号:
24K12027 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
動原体はどのようにマウス卵母細胞の紡錘体を二極性化するのか
着丝粒如何极化小鼠卵母细胞中的纺锤体
- 批准号:
22K06257 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
高濃度多元系固溶体合金における高強度・高延性化機構の解明
阐明高浓度多元固溶体合金的高强度和高延展性机制
- 批准号:
22K14501 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Tracheal reconstruction using tissue-engineered autologous pericardial conduit fixed with glutaraldehyde
使用戊二醛固定的组织工程自体心包导管进行气管重建
- 批准号:
21K08881 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
気管再建におけるグルタールアルデヒド固定処理心膜の自家・同種移植の基礎的研究
自体和异体戊二醛固定心包移植气管重建的基础研究
- 批准号:
19K18207 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
高・中エントロピー合金の系統的比較による高濃度固溶体合金の本質的特徴の解明
通过高、中熵合金的系统比较阐明高浓度固溶体合金的基本特征
- 批准号:
18J20766 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
乱れたスピノール・ボース気体: 局在と非平衡ダイナミクス
扰动旋玻色气体:局域化和非平衡动力学
- 批准号:
16J06706 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
肝線維化を誘導する特異的因子の発見・機能解析および病態機序の解明
肝纤维化特异性因子的发现、功能分析及病理机制的阐明
- 批准号:
15K09027 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
高速大容量の次世代情報ストレージシステムに関する研究
高速大容量下一代信息存储系统研究
- 批准号:
10J02577 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
相似海外基金
フローサイトメトリ法による血液凝固構造の完全な3D情報復元と新規血液診断法の創出
利用流式细胞仪完整还原凝血结构3D信息,开创血液诊断新方法
- 批准号:
21K04073 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of a multi-scale 3D dynamic measurement system using multiple lasers with different wavelengths
使用不同波长的多个激光器开发多尺度3D动态测量系统
- 批准号:
21K14175 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Experimental analysis of three-dimensional unsteady internal flow of torque converter by means of digital holography
变矩器三维非定常内流数字全息实验分析
- 批准号:
20K04265 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Temporal super-resolution digital-holographic measurement system for dynamic phenomena
动态现象时间超分辨率数字全息测量系统
- 批准号:
19K15461 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Fusion of Compressive Sensing and Digital Holography for High-Sensitivity, High-Resolution 3D Measurements
融合压缩传感和数字全息术,实现高灵敏度、高分辨率 3D 测量
- 批准号:
19K15466 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
High-speed and three-dimensional measurement of object with nanometer-order precision based on holography using incoherent light
基于非相干光全息技术的纳米级精度物体高速三维测量
- 批准号:
18K18858 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Lens-less digital holographic super-resolution microscopy with mapping from image plane to observation plane
无透镜数字全息超分辨率显微镜,具有从图像平面到观察平面的映射
- 批准号:
18K04968 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Special purpose computer system for digital holography technology using FPGA
使用FPGA的数字全息技术专用计算机系统
- 批准号:
18K11328 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of novel blood diagnostic devices using three-dimensional flow cytometry of blood cells
利用血细胞三维流式细胞术开发新型血液诊断装置
- 批准号:
18K04159 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
FMCW digital holographic method to achieve stress analysis for multilayer coating films
FMCW数字全息法实现多层镀膜应力分析
- 批准号:
18K04165 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.66万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)