Based on this theory, a new computational aberration correction filter was designed for volumetric correction in OCT, allowing for the simultaneous multi-depth correction of aberration. Numerical simulations demonstrated the proposed method's superiority over the conventional aberration correction methods, achieving Strehl ratios exceeding 0.8 over a ± 100 µm defocus range, a performance metric the conventional method could not reliably achieve. Application to in vivo human retinal imaging further confirmed the effectiveness.
This theoretical model-based approach enabled high-resolution cellular level imaging of in vivo human eyes.
The details are published in Biomedical Optics Express, a journal of Optica (optical society of America).
Citation: Shuichi Makita, Naoki Fukutake, Lida Zhu, and Yoshiaki Yasuno, "Image formation theory of optical coherence tomography with optical aberrations and its application to computational aberration correction," Biomed. Opt. Express 16, 4662-4688 (2025), https://doi.org/10.1364/BOE.569556 .
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私たちの研究室の巻田修一さんが厳密な光学収差モデルを用いた光コヒーレンストモグラフィー（OCT）の高精度な画像形成理論を確立し、そのコンピュテーショナル（計算的）収差補正（CAC）への応用に成功しました。これにより、ヒトの眼の細胞レベルの高解像度画像化が可能になります。この研究では、OCT画像形成理論を再構築し、光学収差を明示的に扱うことが可能になりました。この理論は、数値シミュレータの開発と高解像度画像化のための改良された計算手法の設計の基盤となっています。
この理論に基づき、OCTにおける収差の影響（画像のボケ）を計測後に厳密に補正するための計算収差補正フィルタが設計され、複数の深度における収差の同時補正が可能になりました。数値シミュレーションにより、提案手法は従来の収差補正手法よりも優れていることが実証され、±100µmの焦点ずれ範囲において0.8を超えるストレール比（収差の少なさを評価する指標）を達成しました。これは、従来の手法では達成できなかった性能指標です。さらに、生体内ヒト網膜イメージングへの応用により、その有効性が確認されました。
この新しい理論モデルに基づくアプローチにより、生体内のヒトの眼を細胞レベルで高解像度にイメージングすることが可能になりました。
詳細はOptica（米光学会）の論文誌である Biomedical Optics Expressに掲載されています。
Citation: Shuichi Makita, Naoki Fukutake, Lida Zhu, and Yoshiaki Yasuno, "Image formation theory of optical coherence tomography with optical aberrations and its application to computational aberration correction," Biomed. Opt. Express 16, 4662-4688 (2025), https://doi.org/10.1364/BOE.569556 .