論文の概要: Imaging dynamics beneath turbid media via parallelized single-photon detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.01422v1
• Date: Sat, 3 Jul 2021 12:32:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-07-07 08:05:51.731637
• Title: Imaging dynamics beneath turbid media via parallelized single-photon detection
• Title（参考訳）: パラレル化単一光子検出による乱流媒体下のイメージングダイナミクス
• Authors: Shiqi Xu, Xi Yang, Wenhui Liu, Joakim Jonsson, Ruobing Qian, Pavan Chandra Konda, Kevin C. Zhou, Qionghai Dai, Haoqian Wang, Edouard Berrocal, Roarke Horstmeyer
• Abstract要約: 我々は,1光子レベルのスペックル変動を同時に検出するために,1光子アバランシェダイオード(SPAD)アレイカメラを利用する。 次に、深層ニューラルネットワークを用いて、取得した単光子測定値を高速に非相関な液体組織ファントム下での散乱ダイナミクスのビデオに変換する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.148006108515716
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Noninvasive optical imaging through dynamic scattering media has numerous important biomedical applications but still remains a challenging task. While standard methods aim to form images based upon optical absorption or fluorescent emission, it is also well-established that the temporal correlation of scattered coherent light diffuses through tissue much like optical intensity. Few works to date, however, have aimed to experimentally measure and process such data to demonstrate deep-tissue imaging of decorrelation dynamics. In this work, we take advantage of a single-photon avalanche diode (SPAD) array camera, with over one thousand detectors, to simultaneously detect speckle fluctuations at the single-photon level from 12 different phantom tissue surface locations delivered via a customized fiber bundle array. We then apply a deep neural network to convert the acquired single-photon measurements into video of scattering dynamics beneath rapidly decorrelating liquid tissue phantoms. We demonstrate the ability to record video of dynamic events occurring 5-8 mm beneath a decorrelating tissue phantom with mm-scale resolution and at a 2.5-10 Hz frame rate.
• Abstract（参考訳）: ダイナミック散乱媒質による非侵襲光学イメージングには多くの重要なバイオメディカル応用があるが、依然として困難な課題である。 標準的な方法は、光吸収や蛍光発光に基づいて画像を形成することを目的としているが、散乱したコヒーレント光の時間的相関が光強度のように組織中に拡散する。 しかし、これらのデータを実験的に測定・処理し、デコリレーションダイナミクスの深部画像化を実証することを目的とした研究はほとんどない。 本研究では, 単光子型アバランシェ・ダイオード(SPAD)アレイカメラと1万個以上の検出器を用いて, 12個のファントム組織表面位置から1光子レベルのスペックル変動を同時に検出する。 次に, 深層ニューラルネットワークを用いて, 取得した単光子測定を, 液体組織ファントムの高速分離下での散乱ダイナミクスの映像に変換する。 組織ファントム下5～8mmの動的事象をmmスケールの解像度で2.5～10Hzのフレームレートで記録できることを実証した。

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