計算科学的手法を用いた知性的光脳機能計測

使用计算科学方法进行智能光学脑功能测量

基本信息

批准号：
15760026
负责人：
安野嘉晃
金额：
$ 2.37万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760026/
关键词：
OCT SS-OCT 眼底計測光コヒーレンストモグラフィースペクトル干渉医用断層計測生体計測ラインフィールド光学系干渉計測フーリエドメインOCT スペクトルドメインOCT フーリエドメイン高速生体断層共焦点収差

项目摘要

脳に近い神経末端がin vivoで直接計測可能である眼底をターゲットとし、そこにおける神経構造・および、血管構造の可視化をこころみた。本目的のために、スペクトル領域の光干渉を用いて眼底の三次元構造を無侵襲・in vivoで計測可能である、フーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー(スペクトラルドメイン光コヒーレンストモグラフィー装置)を作成した。筑波大学において開発された当該装置を元に、株式会社トプコンの協力により、臨床試験可能な改良型を作成し、京都大学医学部においてその臨床評価を行った。また、本装置は本年夏を目処に製品版が一般に市販される予定である。筑波大学および京都大学における臨床試験により、眼底における視神経繊維層の3次元in vivo観察に成功した。当該部位の2次元観察は、従来市販の光コヒーレンストモグラフィー装置により可能であったが、本研究により、臨床において初めて安定した3次元観察が可能になった。また、同装置を改良した周波数走査光コヒーレンストモグラフィー装置を開発し、人皮膚小器官の可視化を行った。さらに、本装置により撮影された情報を高速自動評価するためのアルゴリズムの開発を行った。また、光コヒーレンストモグラフィー撮影時に、焦点深度外で画像がぼける問題の詳細を解析し、その現象を数値的に補正するアルゴリズムの開発をおこなった。本アルゴリズムをin vivo人前眼部に適用し、十分に問題解決能力があることを確認した。

我们以眼底为目标，在体内可以直接测量大脑附近的神经末梢，并尝试可视化那里的神经和血管结构。为此，我们创建了傅里叶域光学相干断层扫描系统（谱域光学相干断层扫描设备），该系统可以利用谱域中的光学干涉来非侵入性地活体测量眼底的三维结构。以筑波大学开发的设备为基础，与拓普康公司合作创建了能够进行临床试验的改进版本，并在京都大学医学院进行了临床评估。此外，该设备的产品版本计划于今年夏季左右向公众推出。通过筑波大学和京都大学的临床试验，我们成功地对眼底视神经纤维层进行了3D活体观察。以前可以使用市售光学相干断层扫描设备对该区域进行二维观察，但这项研究首次在临床实践中实现了稳定的三维观察。此外，我们还开发了频率扫描光学相干断层扫描设备，该设备是同一设备的改进版本，并对人体皮肤细胞器进行可视化。此外，我们还开发了一种算法，用于高速自动评估该设备捕获的信息。此外，我们还详细分析了光学相干断层扫描成像期间图像在焦深之外变得模糊的问题的细节，并开发了一种算法来对这种现象进行数值校正。我们将该算法应用于活体人眼前部，并证实其具有足够的解决问题的能力。