光レオロジー：　偏光で見る生体のバイオメカニクス

今回の研究計画では、組織の偏光特性を計測する装置として光計測装置「偏光光コヒーレンストモグラフィー」を用いた。本研究の目的は、組織の微弱な複屈折の違いを通じて、組織の機械特性を類推することである。従来、偏光光コヒーレンズトモグラフィーを用いて組織の微弱な偏光の違いを計測するためには、複数回組織の同一部位の計測を繰り返し、その計測値を平均することでノイズの影響を低減し、複屈折計測を行ってきた。(この手法をmean estimatorという。)しかし、今回の研究の初期に行った数値解析により、偏光OCTにおいては、mean estimatorはどれだけ平均数を挙げて行っても推定値が真値(真の複屈折)に近づかない、いわゆるbiased-estimatorであることが分かった。そこで、この数値解析をさらに発展させ、特定の真値と特定のSN比を仮定した場合に計測値がどのように分布するかを詳細に調査した。さらに、その結果にベイズの定理を適用することで「ある複屈折計測値と、ある光コヒーレンストモグラフィーの信号強度」が計測された場合の「真の複屈折値の確率分布」を求めるアルゴリズムを作成した。最終年度では、これを用いて生きたヒト強膜における眼圧の上昇による機械特性の変化と複屈折の変化について検討した。これは、加齢黄斑変性治療のために硝子体内に抗VEGF製剤を注入する患者に対して、注入前後で強膜の複屈折を計測することで眼圧と複屈折変化の関連性を調べたものである。この時得られたデータの詳細は検討中である。

今回の研究計画では、組織の偏光特性を計測する装置として光計測装置「偏光光コヒーレンストモグラフィー」を用いた。本研究の目的は、組織の微弱な複屈折の違いを通じて、組織の機械特性を類推することである。従来、偏光光コヒーレンズトモグラフィーを用いて組織の微弱な偏光の違いを計測するためには、複数回組織の同一部位の計測を繰り返し、その計測値を平均することでノイズの影響を低減し、複屈折計測を行ってきた。(この手法をmean estimatorという。)しかし、今回の研究の初期に行った数値解析により、偏光OCTにおいては、mean estimatorはどれだけ平均数を挙げて行っても推定値が真値(真の複屈折)に近づかない、いわゆるbiased-estimatorであることが分かった。そこで、この数値解析をさらに発展させ、特定の真値と特定のSN比を仮定した場合に計測値がどのように分布するかを詳細に調査した。さらに、その結果にベイズの定理を適用することで「ある複屈折計測値と、ある光コヒーレンストモグラフィーの信号強度」が計測された場合の「真の複屈折値の確率分布」を求めるアルゴリズムを作成した。最終年度では、これを用いて生きたヒト強膜における眼圧の上昇による機械特性の変化と複屈折の変化について検討した。これは、加齢黄斑変性治療のために硝子体内に抗VEGF製剤を注入する患者に対して、注入前後で強膜の複屈折を計測することで眼圧と複屈折変化の関連性を調べたものである。この時得られたデータの詳細は検討中である。