Although OCT is an extremely widely used imaging modality, its imaging process was not well mathematically described. Kiriko started from establishing a new mathematical representation of biological samples, and then formulated the optical and numerical processes of OCT imaging. It finally gave us a standard convolution-style imaging equation of OCT.
Thanks to this new formulation, we got three important outcomes. (1) We found that the OCT image consists of two additive components; the meaningful OCT image and speckle. (2) The meaningful OCT image is an incoherent image of sample structure. (3) The speckle is first time represented as a "mathematical entity" (an additive part of the imaging equation). And it was found that the mathematical representation successfully explains the well-known but not-well-described properties of speckles.
The details of her theory and experimental validation have been published in Biomedical Optics Express.
Citation: Kiriko Tomita, Shuichi Makita, Naoki Fukutake, Rion Morishita, Ibrahim Abd El-Sadek, Pradipta Mukherjee, Antonia Lichtenegger, Junya Tamaoki, Lixuan Bian, Makoto Kobayashi, Tomoko Mori, Satoshi Matsusaka, and Yoshiaki Yasuno, "Theoretical model for en face optical coherence tomography imaging and its application to volumetric differential contrast imaging," Biomed. Opt. Express 14, 3100-3124 (2023), https://doi.org/10.1364/BOE.491510 (open access).
わたしたちの研究室の富田季里子さんが光コヒーレンストモグラフィー（OCT)のイメージングプロセスの新たな定式化方法について論文を出版しました。また、この論文では。この新しい定式化を利用したこれまでにない微分コントラストイメージング法の実証も行っています。
OCTは非常に広く使われているイメージング技術ですが、そのイメージングプロセスは数学的にうまく記述されていませんでした。富田さんは、生体サンプルの新しい数学的表現の確立から始め、OCTイメージングの光学的・数値的プロセスを定式化をおこないました。これにより、標準的な畳込積分形の数式でOCTのイメージング特性を記述することに成功しました。
この新しい定式化のおかげで、私たちは3つの重要な知見を得ることができました。(1) OCT画像は、「意味のあるOCT画像」と「スペックル」の「加算」であること。(2) 意味のあるOCT画像は、試料の構造を表すインコヒーレントな画像と等価であること。(3) この定式化により、スペックルは、初めて「数学的な実体」（数式の中の独立した部分）として表現されました。そして、この数式を検討することで、従来から実験的によく知られていたものの、これまできちんと数学的に説明できていなかったスペックルの特性がうまく説明できることを発見しました。
この研究の詳細は、米光学会の学術誌である Biomedical Optics Express に掲載されました。
Citation: Kiriko Tomita, Shuichi Makita, Naoki Fukutake, Rion Morishita, Ibrahim Abd El-Sadek, Pradipta Mukherjee, Antonia Lichtenegger, Junya Tamaoki, Lixuan Bian, Makoto Kobayashi, Tomoko Mori, Satoshi Matsusaka, and Yoshiaki Yasuno, "Theoretical model for en face optical coherence tomography imaging and its application to volumetric differential contrast imaging," Biomed. Opt. Express 14, 3100-3124 (2023), https://doi.org/10.1364/BOE.491510 (open access).