ウルトラミニ微小内視鏡､高品質画像生成

December, 18, 2019, Boltimore--Johns Hopkins大学のエンジニアは､新しいレンズフリー､ウルトラミニ内視鏡を開発した｡幅は､人の髪の毛わずか数本であり､高品質画像を生成する｡
　研究成果は､Science Advancesに発表された｡

｢通常､われわれはサイズか､画像品質のいずれかを犠牲にしなければならない｡われわれは､この微小内視鏡で､両方を達成することができた｣と同大学､電気･コンピュータサイエンス､准教授､Mark Fosterはコメントしている｡

マイクロ内視鏡は、動物テスト被検者の脳で､ニューロンが発火する際のニューロンを調べるために設計されている｡したがって､微小スケールとともに鮮明な画像を生成する強力さが必要である｡ほとんどの標準的マイクロ内視鏡は､直径が1/2～数ミリメートルであり､高品質イメージングを達成するには､それよりも大きな､侵襲的なレンズを必要とする｡レンズレスマイクロ内視鏡は存在するが､脳の領域をピクセル毎にスキャンする光ファイバは､頻繁に曲り､動くとイメージング能力が失われる｡

新しい研究では､研究チームはレンズフリーのウルトラ微小マイクロ内視鏡を作製した｡これは､従来のレンズベースマイク内視鏡と比べると､研究者が見ることができる量が増え､画像品質を改善する｡そのデバイスをテストするために､チームは､スライド上の多様なパタンのビーズを調べた｡

研究チームは､符号化開口を利用してこれを達成した｡これは､ランダムに光をブロックし､既知のパタン投影を作るフラットグリッドである｡ランダムに孔を開けたアルミフォイルで、小さな孔の全てから光を透過させるようなものである｡これにより､乱雑な画像が生成するが､光がどこから来たかについての情報が得られ､その情報は､コンピュータで鮮明な画像に再構成される｡

｢数千年間､目標は可能な限り鮮明な画像を作ることだった｡今､コンピュータ再構成により､われわれは､一見酷い､直観に反する画像を意図的に捉えるが､最終的に鮮明な画像になる｣とFosterは話している｡

加えて､同氏のチームの顕微鏡は､多様な深さで物体に焦点を合わせるために動く必要がない｡コンピュータ再焦点化を利用して3次元で光がどこから来るかを確定する｡これにより､内視鏡は､従来バージョンよりも遙かに小さくなる｡

今後､研究チームは､蛍光ラベリング処置でその微小内視鏡をテストする｡そこでは､活性脳ニューロンがタグづけされ､照射され､ニューロン活動のイメージングでその内視鏡の精度が決まる｡