成果報告書詳細
管理番号20130000000520
タイトル平成24年度成果報告書 極細径複合型光ファイバによる生体情報計測システムの研究開発・実証 環境・医療分野の国際研究開発・実証プロジェクト シンガポールにおける国際共同研究開発・実証事業 (アクシオへリックス株式会社)
公開日2015/3/10
報告書年度2012 - 2012
委託先名アクシオへリックス株式会社
プロジェクト番号P12007
部署名バイオテクノロジー・医療技術部
和文要約件名:平成24年度成果報告書 極細径複合型光ファイバによる生体情報計測システムの研究開発・実証 環境・医療分野の国際研究開発・実証プロジェクト シンガポールにおける国際共同研究開発・実証事業

 「極細径複合型光ファイバによる生体情報計測システムの研究開発・実証」(「環境・医療分野の国際研究開発・実証プロジェクト/シンガポールにおける国際共同研究開発・実証事業」)では、日本とシンガポールの企業、大学等研究機関が連携し、新たな価値を生み出すイノベーションが促進されることが期待されている。
 本事業に先駆けて実施された平成24年度フィージビリティスタディは、NEDOの共同研究スキームとシンガポールNRF(National Research Foundation)が要求する基礎研究計画の枠組みの中で、当コンソーシアムが実現しようとする医療機器開発、臨床研究、そして、製品化の実現の可能性を事前調査するものである。
 本事業の最終目的は、眼科及び循環器科向け極細径内視鏡の国内製造メーカであるファイバーテック株式会社の極細径内視鏡製造技術とアジアメディカルセンター代表・尾崎博士の研究成果である「極細径光ファイバを用いた蛍光観察システムと温度感受性ナノ粒子」を融合した光ファイバ診断技術を確立し、事業化することである。
 これまでの複合型光ファイバの研究では、医療機器として実用化するにあたり、複合型光ファイバにおける画質の悪さ、視野の狭さ、観察画像における距離感の欠如といった欠点が課題となっている。画質が悪い原因は、ファイバスコープを構成する極細光ファイバのクラッドが観察画像上に写りこみ、映像に蜂の巣状の縞模様が見えるためである。複合型光ファイバの観察用対物レンズはレーザー照射用の集光レンズと共有しており、石英レンズを使用しているため、画角を広くとることができず、ビデオスコープと比較すると観察画像の視野が狭い。観察画像中の距離感が欠如するのは、単眼観察に起因する。
 これらの課題を解決するために、画像処理技術である固定パターン・ノイズ(FPN)除去、オプティカルフロー探索、および、合成画像作成等の適用について調査を行った。また、フィージビリティスタディとして、問題のある実際の画像につきFPN除去を試みた。FPN除去方法をとしては、高速フーリエ変換(FFT)、ウェーブレット変換、ガウシアンフィルタなどが知られているが、ガウシアンフィルタは色々な最適化がなされており、利用するには最もよい選択であると考えている。実際にサンプル画像を用いて、パフォーマンス試験を実施したところ、ガウシアンフィルタで最もよい結果を得ることができた。
 シンガポールNRFとの対話を通して、日本とシンガポール双方にとって相乗効果を得ることのできる国際共同研究体制の在り方について調査研究を実施した。
 NRF担当Director (CREATE, Director) 参加のもと、シンガポール側参画機関代表 (アジアメディカルセンター、シンガポール国立大学 : NUS、シンガポール科学技術庁:A*STAR) および日本側参画企業間で会合をもった。NRFより、1)オリジナル提案書に対するリバイスという形式での継続審査と、2)A*STAR内に似たような開発研究があるかどうかの確認を行い、似た開発は統合して欲しい、との2点のリクエストが出された。よって、A*STARと何度か会合を持ち、A*STARからの参画研究者、代表研究者と研究内容の最終決定を行った。また、研究内容に関してはNUSとも調整を図ることにより、本事業実施期間内に行う実施項目の絞り込みを行った。NRFから出された質問事項に対し、両国参画機関の同意を得る形で最終回答書を作成し、NRFに提出した。
英文要約Title: Feasibility Study on Ultra-fine composite-type optical fiberscope and MRI combined system to detect functions of living body. International Research and Development, and Demonstration Projects in Singapore (FY2012) Final Report

This feasibility study is positioned as preliminary research to investigate the possibility of our medical device development, clinical research, and productization according to the basic research plan of National Research Foundation (NRF) of Singapore as well as the project scheme supported by NEDO.
The ultimate goal of this project is to establish a diagnostic technology and start the business by integrating the outcome of an optic fibers technology for fluorescence observation & a temperature sensitive nano-particles by Dr. Ozaki of AMC into the ultra-fine fiberscope of FiberTech Co., Ltd., a domestic medical device manufacturer who specializes in the less-invasive and non-invasive endoscopes like Ophthalmic endoscope.
The general problems with a fiberscope containing a composite-type optical fiberscope are poor image quality, narrow visual field, and lack of a sense of distance on the observed image. In this research and study we examined methods, technologies, and tools in order to solve these problems. The cause of poor image quality is bees-nest-shaped bands on the observed image resulting from the reflection of the cladding of the ultra-fine fibers that constitute a fiberscope. Compared to videoscope the visual field of a composite-type optical fiberscope is narrow because a quartz lens, which has a narrow angle of view, is used not only for the objective lens and but for the condenser lens at the tip of the fiberscope. The single-eye observation is responsible for the lack of a sense of distance in the observed image.
In order to solve these problems we examined Fixed Pattern Noise (FPN) removal, Finding optical path, and Building a mosaic image. And then the feasibility study was conducted against the actual image containing such problems. There are several methods for FPN removal for example Fourier transformations (Fast Fourier Transformations, FFT), Wavelet transformations, Gaussian smoothing etc. It is assumed that Gaussian smoothing would be a better option as it can be optimized in many ways. As a result of a performance test conducted on some of the sample data, it is clearly understood that the ‘Gaussian smoothing’ program can be optimized.
Surveillance study was carried out through the dialog with Singapore NRF regarding to the state of the international joint research, which can obtain a synergistic effect for both Japan and Singapore. Under the arrangement of NRF Director, Asia Medical Center, National University of Singapore (NUS), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) had a meeting among participants from Japanese companies. NRF requested two points, namely, 1) the continuous review would be considered in the form of revision to our original proposal, and 2) to search the similar researches which are performed in A*STAR and gather all if there are. After the adjustment with A*STAR and NUS, the final revision to NRF questions was submitted to NRF.
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