JP5566751B2 - 光断層情報生成装置、光強度分布算出方法および光強度分布算出プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る光断層情報生成装置100の主要な外観構成を示した図である。この光断層情報生成装置100は、計測部12と画像処理部14とを含んでいる。
実施の形態1では、検体から発せられる蛍光のみを実測して1系統の逆問題を解く態様を例にとって説明したが、本実施の形態2では、検体から発せられる蛍光だけでなく励起光も計測し、2系統の逆問題を解く態様について説明する。
12、210 計測部
14、14a 画像処理部
16 モニタ
18 検体
24 光源ヘッド
26、211 受光ヘッド
62 蛍光体
70 読取部
72 演算処理部
74 評価部
76 更新処理部
78 断層情報生成部
80 断層画像生成部
Claims (5)
- 光拡散方程式に基づき、検体内の蛍光体から射出される蛍光の強度分布の計算値を求め、当該計算値と実測値との差の大小に応じて、ART(代数的再構成技術)を用いた再計算を行って前記計算値の更新値を得、当該更新値を用いて前記検体の光断層情報を生成する光断層情報生成装置であって、
検体の光学的窓に相当する波長の励起光の照射により前記蛍光体から射出された蛍光の強度分布を前記実測値として計測する計測手段と、
予め設定された前記蛍光体の吸収係数分布、または前記蛍光体の吸収係数分布から求められて予め設定された前記蛍光体の濃度分布と、前記検体の吸収係数分布及び前記検体の拡散係数分布で表される前記検体の光学特性値と、前記光拡散方程式とを用い、前記蛍光の強度分布の前記計算値を計算する計算手段と、
前記検体の光学特性値から、当該光学特性値の変化に対する前記蛍光の強度分布の変化の割合を示すヤコビ行列を算出するヤコビ行列算出手段と、
前記ヤコビ行列を特異値分解して対角行列、正規直行行例、及び転置行例を得る特異値分解手段と、
前記対角行列の閾値以下の対角成分を0で置換した単位対角行列を取得する単位対角行列取得手段と、
前記ARTを用いた再計算において、ARTの逐次近似式に現れる前記計算値と前記実測値との差に対し前記単位対角行列、前記正規直行行例、及び前記転置行例を用いた置換を施して近似を行い、前記更新値を得る逐次近似手段と、
を具備する光断層情報生成装置。 - 前記ヤコビ行列算出手段は、前記検体の光学特性値からヤコビ行列Jを算出し、
前記特異値分解手段は、前記ヤコビ行列JをJ=UDVTと特異値分解して対角行列D、正規直行行例U、及び転置行例V Tを得、
前記単位対角行列取得手段は、前記対角行列Dの閾値以下の対角成分を0で置換して単位対角行列Hを取得し、
前記逐次近似手段は、前記ARTの逐次近似式に現れる前記計算値と実測値との差ΔyをUHUTΔyとする置換を施して近似を行う、
請求項1記載の光断層情報生成装置。 - 前記単位対角行列取得手段は、
前記ヤコビ行列のランク数の変化に対する特異値の変化を示す特性曲線において、ステップ状に変化する位置の特異値を前記閾値として用いる、
請求項2記載の光断層情報生成装置。 - 光拡散方程式に基づき、検体内の蛍光体から射出される蛍光の強度分布の計算値を求め、当該計算値と実測値との差の大小に応じて、ARTを用いた再計算を行って前記計算値を更新する光強度分布算出方法であって、
検体の光学的窓に相当する波長の励起光の照射により前記蛍光体から射出された蛍光の強度分布を前記実測値として計測するステップと、
予め設定された前記蛍光体の吸収係数分布、または前記蛍光体の吸収係数分布から求められて予め設定された前記蛍光体の濃度分布と、前記検体の吸収係数分布及び前記検体の拡散係数分布で表される前記検体の光学特性値と、前記光拡散方程式とを用い、前記蛍光の強度分布の前記計算値を計算するステップと、
前記検体の光学特性値から、当該光学特性値の変化に対する前記蛍光の強度分布の変化の割合を示すヤコビ行列を算出するステップと、
前記ヤコビ行列を特異値分解して対角行列、正規直行行例、及び転置行例を得るステップと、
前記対角行列の閾値以下の対角成分を0で置換した単位対角行列を取得するステップと、
前記ARTを用いた再計算において、ARTの逐次近似式に現れる前記計算値と前記実測値との差に対し前記単位対角行列、前記正規直行行例、及び前記転置行例を用いた置換を施して近似を行い、前記計算値の更新値を得るステップと、
を具備する光強度分布算出方法。 - 光拡散方程式に基づき、検体内の蛍光体から射出される蛍光の強度分布の計算値を求め、当該計算値と実測値との差の大小に応じて、ARTを用いた再計算を行って前記計算値を更新する処理をコンピュータに実行させる光強度分布算出プログラムであって、
検体の光学的窓に相当する波長の励起光の照射により前記蛍光体から射出された蛍光の強度分布を前記実測値として計測するステップと、
予め設定された前記蛍光体の吸収係数分布、または前記蛍光体の吸収係数分布から求められて予め設定された前記蛍光体の濃度分布と、前記検体の吸収係数分布及び前記検体の拡散係数分布で表される前記検体の光学特性値と、前記光拡散方程式とを用い、前記蛍光の強度分布の前記計算値を計算するステップと、
前記検体の光学特性値から、当該光学特性値の変化に対する前記蛍光の強度分布の変化の割合を示すヤコビ行列を算出するステップと、
前記ヤコビ行列を特異値分解して対角行列、正規直行行例、及び転置行例を得るステップと、
前記対角行列の閾値以下の対角成分を0で置換した単位対角行列を取得するステップと、
前記ARTを用いた再計算において、ARTの逐次近似式に現れる前記計算値と前記実測値との差に対し前記単位対角行列、前記正規直行行例、及び前記転置行例を用いた置換を施して近似を行い、前記計算値の更新値を得るステップと、
をコンピュータに実行させる光強度分布算出プログラム。
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