光コヒーレンストモグラフィーとは?

 光コヒーレンストモグラフィー(Optical Coherence Tomography:OCT)とは、光の干渉効果を利用してものの構造を非侵襲・高分解能で計測し、3D断層画像をイメージングする技術です。 

OCT研究開発体制

 筑波大学、タツタ電線株式会社、シグマ光機株式会社と次世代OCT計測システムの 研究開発における協力体制を築いているほか、 2020 年 4 月からは、筑波大学と共同で OCTJointLab (筑波大学イノベ イ ティブ計測センター・OCT研究室)を設立し、共同研究を実施中。OCT計測技術の開発と並行し、グループ内外のリソース(設備・情報・技術・人材等)を相互活用するための統合管理プラットフォーム( 計測システムおよびデータの共有 /連携システム)開発を進め、複数の企業、研究機関と連携し、研究成果の早期実用化・最大化・幅広い活用を目指しています。 

OCT研究開発実績

【前身組織(株式会社システムハウスつくば事業所)での実績】
2009~2012 年、 JST 産学イノベーション加速事業【先端計測分析技術・機器開発】ソフトウェア開発プログラム「光バイ オプシー診断における超高速処理ソフトウェアの開発」に参画

【スカイテクノロジーでの実績】
2014年~現在、研究用 OCT 計測システムコアモジュール(解析ソフトウェアを含む)を研究開発
2014年、北里大学より OCT 機器用解析ソフトウェアを受託開発
2014~2016 年、埼玉医科大学に研究用 OCT 機器の計測ソフトウェアを販売
2014年~現在、医療機器メーカー A 社より医療用 OCT 機器開発(設計、開発、プロトタイプ作成)を受託⇒ OCT 装置
開発フィードバックサイクル最終段階実行中
2017年~現在、タツタ電線株式会社より OCT 計測システムの研究開発およびインテグレーションを受託
2019年~現在、光学機器メーカーB社より研究用 OCT 計測システムの研究開発およびインテグレーションを受託
2020年~筑波大学と共同で次世代OCT計測システムの実用化に向け研究開発中

研究内容

  スカイテクノロジーでは、光コヒーレンストモグラフィーに関する以下の研究開発を行っています。 

 ①「次世代OCT計測システムの実用化研究」(筑波大学と共同開発中)
 ②「早期市場投入のためのリサーチグレードSS-OCT実用化研究開発」(タツタ電線と共同開発中)
 ③「SS-OCT計測ボード用k-clock同期アルゴリズムの開発」
 ④「GPGPUを用いたリアルタイム3D画像ボリュームレンダリング技術の開発」

研究成果①

「GPU実装によるジョーンズマトリックスOCTのための高速最大事後複屈折推定」 

研究成果②

「GPU実装による Jones matrix OCT用 maximum a-posteriori複屈折推定器 GPU based high-speed implementation of maximum a posteriori birefringence estimator for Jones matrix OCT」 

〇 SS-OCT計測ボード用k-clock同期アルゴリズムの開発
 OCTの研究では、計測精度の向上や新しい解析処理の追加などで計測アルゴリズムの頻繁な改良が行われる。
新しいアルゴリズムの検証をPCで行い、その後、FPGAに組み込むことになるが、これまでは、検証とFPGA組み込みでそれぞれに別の開発環境が必要であった。
 NI社 LabVIWEでは、PCでのプログラムからFPGAのプログラムまで、LabVIEWという1つのプラットフォームの中で完結することができ、研究開発のサイクル短縮につながることが期待される。
ただ、これまで SS-OCTのデータ計測において、NI社製デジタイザを使用しリアルタイムで画像化を行っている装置の事例は無かった。これは、SS-OCT計測で主に使用されるAXSUN光源のk-clockを外部クロックとしたデータ収録に、NI社製デジタイザが対応していないためであった。
 本研究では、NI社製FlexRIOモジュール(NI5772RまたはPXIe-5764)を使用し、k-clockに同期しOCT信号の収録が行えるFPGAアルゴリズムの開発を行い、SS-OCT装置で収録したデータをリアルタイムで画像化することが可能となった。
これにより、NI社のLabVIEWを軸としたSS-OCT計測の統合開発環境が完成された。