ロングパスフィルターは、重要な光学ゲートキーパーとして機能します。 その主な機能は、高強度の405nm励起光を遮断し、長波長の信号をカメラに通過させることです。515nm以上で動作することにより、照明源の圧倒的なまぶしさから、組織から放出される微弱な自家蛍光を分離します。
コアの要点 ロングパスフィルターは、センサーを飽和させる励起光を拒否することにより、信号の純粋性を保証します。この微弱な生物学的信号の分離は、正確なアルゴリズム分析と病変分類の前提条件です。
信号分離のメカニズム
励起光源の遮断
マルチスペクトルイメージング（MSI）システムは、組織を励起するために405nmの光源を使用します。ロングパスフィルターは、この波長を停止するように特別に設計されています。このろ過がないと、励起光がイメージングパスに氾濫し、有用なデータがすべて不明瞭になります。
515nmのしきい値
フィルターは特定のスペクトルカットオフで動作し、515nmより長い波長の光のみを通過させます。これにより、入力エネルギー（励起光）と出力信号（蛍光）の間に明確な境界が作成されます。
CMOSセンサーの保護
MSIカメラの前面に配置されたフィルターは、ハードウェアのシールドとして機能します。高エネルギー励起光によって敏感なCMOSセンサーが圧倒されるのを防ぎ、関連する診断信号のみがキャプチャされるようにします。
診断における信号純粋性が重要な理由
微弱な自家蛍光の分離
生物学的自家蛍光信号は、それを生成するために使用される光源と比較して本質的に微弱です。フィルターは画像を効果的に「クリーン」にし、センサーが光源の反射ではなく、病変からの放出のみを検出するようにします。
アルゴリズム精度の実現
自動分析は、入力データの品質に大きく依存します。高い信号純粋性を維持することにより、フィルターは、バックグラウンドノイズや照明アーティファクトからの干渉なしに、分類アルゴリズムが画像を処理できるようにします。
メラノーマのサブグループ化の促進
このフィルターによって提供される精度は、メラノーマの分類などの特定の臨床アプリケーションに不可欠です。これにより、厚さのサブグループ化を決定するために使用される蛍光強度特性を正確に測定できます。
光学的なトレードオフの理解
スペクトルギャップ
405nmの励起光源と515nmのフィルターカットオフの間には、意図的なギャップがあります。この分離により、ソース光の遮断効率が最大化され、データを破損する可能性のある「漏れ」のリスクが最小限に抑えられます。
感度制約
フィルターはノイズ除去に優れていますが、システムの感度範囲を定義します。405nmから515nmの間で発生する有用な蛍光は、信号純粋性を優先するために意図的にブロックされるため、システムは長い波長で発生する放出に完全に依存します。
目標に合わせた適切な選択
MSIシステムの光学パスの有効性を評価するには、特定の目標を検討してください。
- 主な焦点がハードウェアの整合性である場合： センサーの飽和や損傷を防ぐために、フィルターが405nmで高い光学密度を提供することを確認してください。
- 主な焦点が診断精度である場合： フィルターの515nmでのカットオフが、分類している特定の病変の蛍光放出ピークと一致していることを確認してください。
最終的に、ロングパスフィルターは、生の光を正確で臨床的に実行可能なデータに変換する不可欠なコンポーネントです。
概要表：
| 特徴 | 仕様/機能 | 利点 |
|---|---|---|
| 励起遮断 | 405nm光源を停止 | CMOSセンサーの飽和とまぶしさを防ぐ |
| パスバンドしきい値 | 波長 > 515nmを許可 | 微弱な生物学的信号（AF）を分離する |
| 信号純粋性 | 反射ノイズを排除する | アルゴリズムに高品質なデータを提供する |
| 臨床応用 | 正確な強度測定 | 正確なメラノーマのサブグループ化を促進する |
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参考文献
- Noémi Nóra Varga, Norbert Kiss. Optically Guided High-Frequency Ultrasound Shows Superior Efficacy for Preoperative Estimation of Breslow Thickness in Comparison with Multispectral Imaging: A Single-Center Prospective Validation Study. DOI: 10.3390/cancers16010157
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .
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