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上海交通大学、コンピュータを使った高速3Dイメージング法を開発

January, 8, 2019, Washington--上海交通大学の研究チームは、3D OCT画像取得の高速化方法を開発した。さらなる開発により、新しいアプローチは、広範な病気の早期発見と分類に役立つ。同方法は、不完全なデータから完全3D画像を作り出すコンピュータアプローチを使用する。Applied Opticsで研究チームは、標準的3D OCTブローチよりも40%少ないデータを使って有用な3D画像を構築することができると報告している。これにより、イメージング時間は40%削減される。
 「3D OCT画像は、医療診断に非常に有益であるが、必要となるイメージングデータの膨大な量がイメージング速度を制約している。われわれの新しい方法は、遙かに少ないデータから3D画像を形成することでこの問題を解決する」と上海交通大学のJigang Wuは説明している。
 現在の方法で3D OCT画像を作成するには、同等の計測で取得した一連の2D画像をスティッチングするデータ集約的プロセスが必要になる。新しいアプローチでは、研究チームは、スパース(希薄)サンプリングという方法を使用して、大幅に少ない2D画像を取得し、次に圧縮センシングアルゴリズムを適用して3D画像作成に必要な欠落情報を満たしていく。
 研究チームは、抽出した鳩の気管内部撮像に磁気駆動スキャニングOCTプローブを使って新しい方法をテストした。同プローブは、チームが以前に開発したものであり、外部駆動微小マグネットを使って360°スキャンする。その設計により、OCTスキャニング機構は、わずか1.4㎜径のデバイス内部に収まる程度に微小化されている。
 人の気管の2㎜部分の3D画像作成には、一般に200画像フレーム取得に10µm毎のイメージングを必要とする。スパースサンプリングを利用して、研究チームは、0~2㎜範囲のランダム位置で120フレームを取得し、次に包括的センシングアルゴリズムを使って3D画像を作成した。
 「われわれの試験は、大幅削減した実験データ量を使って妥当な3D OCT画像を再構築することができた。われわれのプローブとイメージング法が悪性の特徴観察に有用であることを実験で十分に実証した後、われわれの技術を臨床試験する」とWuは話している。
 「この研究は、コンピュータ技術をイメージングアプリケーションに適用する一例にすぎない。多くのイメージング法で、実験デザインやデータ取得の改善に、同様のアプローチが役立つとわれわれは期待している」とWuは話している。