Development of reflection-mode computed tomography using THz-SS-OCT

使用 THz-SS-OCT 开发反射模式计算机断层扫描

• 批准号: 22K04133
• 负责人: 湯浅 哲也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamagata University
• 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: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04133/
• 关键词: CT画像再構成; 反射型; THz波; SS-OCT; OCT

THz波を用いた断層イメージング法の1つとして提案されているTHz-CT (computed tomography) は，X線CTと同じように透過波を測定する透過型CTである．透過型THz-CTでは，検出器をサンプルを挟んで光源と反対側に設置するため，全体の光学系が大型になる．これに対し，サンプルで反射波を測定する反射型THz-CTであれば，サンプル下流側のスペースが必要ないため小型化が可能である．反射波取得のためにOCT (optical coherence tomography) を利用することで比較的小型な反射型THz-CTを実現する．本年度は，反射型CTを実現するための検出系であるSS-OCT (swept-source OCT) を構築した．光学系を構築し，サンプルの位置にミラーを設置し，干渉信号が発生することを確認した．次に，光学系の精度を確認するためにビームプロファイルを測定し，横分解能を評価した．さらに，サンプル位置に物理ファントムを測定し，深さ分解能の評価をした．ビームプロファイルの測定とファントムを用いたSS-OCT撮影実験により，深さ分解能はおよそ理論値通りの 3 mmを実現できたが，横分解能が CT撮影にはいまだ不十分であることが確認できた．横分解能の向上には，サンプルステージ前に新たにレンズを設置し，サンプルに入射するビーム径を小さくする必要がある．また，光軸のずれが見られたため，光学系の調整が必要である．今後は，新たにレンズを設置し，光軸のずれを調整するなど，光学系の改良を課題として研究を進める予定である．

THz-CT（计算机断层扫描）是作为使用太赫兹波的断层成像方法而提出的，是一种以与X射线CT相同的方式测量透射波的透射型CT。在透射型太赫兹-CT中，检测器安装在样品的与光源相反的一侧，因此整个光学系统变得很大。另一方面，测量样品反射波的反射太赫兹 CT 可以做得更小，因为它不需要样品下游的空间。通过使用OCT（光学相干断层扫描）采集反射波，实现了相对紧凑的反射式太赫兹CT。今年，我们构建了SS-OCT（扫描源OCT），这是一种实现反射式CT的检测系统。我们构建了一个光学系统，在样品位置安装了一面镜子，并确认产生了干涉信号。接下来，为了确认光学系统的准确性，我们测量了光束轮廓并评估了横向分辨率。此外，我们测量了样本位置的物理模型并评估了深度分辨率。通过光束轮廓测量和使用体模的SS-OCT成像实验，我们能够实现3毫米的深度分辨率，与理论值大致相同，但我们证实横向分辨率仍然不足以进行CT成像。 ．．为了提高横向分辨率，需要在样品台前面安装新的透镜并减小进入样品的光束直径。另外，观察到光轴偏移，因此需要调整光学系统。未来，我们计划对光学系统进行改进研究，例如安装新镜头、调整光轴偏差等。