内視鏡融合型光波断層画像測定用MEMS光プローブの基礎研究

内窥镜一体化光学断层图像测量MEMS光学探头基础研究

• 批准号: 17650127
• 负责人: 佐藤 学
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650127/
• 关键词: 内視鏡型OCT; 偏心型光プローブ; 前方・側方視野同時イメージング; 高空間分解能; 無侵襲性

本年度は、前方・側方視を有する偏心型光プローブによる40fpsの高速なスペクトラルドメインOCT(SD-OCT)を構築し,in vivoの断層画像測定を行った。干渉計は,全光ファイバーのMach-Zehnder型干渉計であり、干渉計のサンプルアームには高速パルスモータ駆動の偏心型光プローブを接続している。干渉計からの光出力は,回折格子とラインカメラからなる分光計測部へ入射し、PCによる信号処理で深さ情報が得られる。光源は、中心波長1.3μmのスーパールミネッセンスダイオード(SLD)で、最大深度の計算値は1.55mmとなり計測結果1.5mmとほぼ一致した.このとき深さ走査の画素間隔は5.9μmとなる.深さ方向分解能は19μmが得られ,分光器のパラメータから求まる理論値18.6μmとほぼ一致する.横方向分解能は23μmである.光プローブの高速回転走査を行うために,光コネクタを開発し,40rpsでの回転駆動を行いながらコネクタ部での光接続効率の評価を行った.この結果,平均98.1%の接続効率が得られることを確認した.また,現在までに100,000回転程度使用しているが劣化は認められない.さらに,光コネクタ,SMFジャケットベースのロータリーシャフト,偏心走査部を組み合わせ,PTFE製のステーターチューブに収めることで,直径2.59mm,全長800mm,本体長さ10mmの光プローブを構築した.画像測定では,まず,ヒト指のin situ計測を行った.計測画像から表皮,真皮,汗腺が確認できた.次に,ラットの耳介in vivo計測を行い,計測画像から表皮,真皮が確認できた.さらに,ラットの気管支のex vivo計測を行い,皮膜,粘膜固有層が確認できた.測定結果は,現在投稿準備中である.

今年，我们使用具有前视图和侧视图的偏心光学探头构建了40fps的高速谱域OCT（SD-OCT），并进行了活体断层图像测量。干涉仪为全光学Mach-Zehnder型干涉仪，干涉仪的样品臂连接有高速脉冲电机驱动的偏心光学探头。干涉仪输出的光进入由衍射光栅和线阵相机组成的光谱测量单元，并由PC通过信号处理获得深度信息。光源为中心波长为1.3μm的超发光二极管（SLD），计算出的最大深度为1.55mm，与测量值1.5mm几乎一致。此时深度扫描的像素间隔为 5.9 μm。深度方向分辨率为19μm，与光谱仪参数确定的理论值18.6μm几乎相同。横向分辨率为23μm。为了对光探头进行高速旋转扫描，我们开发了光连接器并旋转以 40 rpm 的速度行驶时。我们评估了连接器的光学连接效率，结果确认平均连接效率为 98.1%。此外，到目前为止我们已经使用了约 100,000 转，但没有观察到光学连接器的劣化。 , SMF 护套通过将基座的旋转轴和偏心扫描部分组合起来并将其容纳在PTFE定子管中，构造了直径为2.59mm、总长度为800mm、主体长度为10mm的光学探头。我们进行了原位测量，从测量图像中确认了表皮、真皮和汗腺。接下来，我们对大鼠耳廓进行了活体测量，并且从测量图像中确认了表皮和真皮。对测量图像中的表皮、真皮和汗腺进行了测量，并确认了膜和固有层。目前正在准备提交测量结果。

项目成果

Basic Characteristics of an Axial Scanner of Optical Coherence Tomography with a PZT Cylinder

PZT圆柱光学相干断层扫描轴向扫描仪的基本特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 45・10A
• 作者: Yoshiyuki Takahashi;Mitsuharu Iwaya;Yuuki Watanabe;Manabu Sato
• 通讯作者: Manabu Sato

前方・側方視野型光プローブを用いた高速SD-OCT

使用前视和侧视光学探头的高速 SD-OCT

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋義行;渡部裕輝;佐藤 学
• 通讯作者: 佐藤 学

Application of the maximum entropy method to spectral-domain optical coherence tomography for enhancing axial resolution

• DOI: 10.1364/ao.46.005228
• 发表时间: 2007-08-01
• 期刊: APPLIED OPTICS
• 影响因子: 1.9
• 作者: Takahashi, Yoshiyuki;Watanabe, Yuuki;Sato, Manabu
• 通讯作者: Sato, Manabu

Application of the maximum entropy method to Fourier domain optical coherence tomography

最大熵法在傅里叶域光学相干层析成像中的应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: CLEO/QELS Technical Conference 2006
• 作者: Yoshiyuki Takahashi;Yuuki Watanabe;Manabu Sato
• 通讯作者: Manabu Sato

内視鏡型OCTによる前方・側方視野同時イメージング

使用内窥镜 OCT 同时进行前视和侧视成像

• 发表时间: 2006
• 期刊: 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集
• 作者: 高橋義行;岩谷光晴;渡部裕輝;佐藤学
• 通讯作者: 佐藤学