プロジェクションマッピング機能を利用した頸部リンパ節可視化システムの構築

• Project/Area Number: 19K17248
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 佐藤 守 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 診療放射線技師 (10758006)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: プロジェクションマッピング / 頸部リンパ節 / 造影CT / 超音波検査

Outline of Research at the Start

疑似リンパ節を内包した立方体ファントムを作成しCT検査を行い、三次元的な位置情報を得て、ファントムにプロジェクションマッピングを行って正確性を検証する。疑似リンパ節を内包した頸部形態の曲面立体ファントムに拡大し、郭清後の摘出物への投影を可能にするために曲面の三次元位置情報を二次元に変換するプロトコルを作成する。これらの結果を基に同意が得られた患者に臨床応用を行い、システムの有用性を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

口腔領域の悪性腫瘍でリンパ節転移の有無は予後に繋がる重要な診断となる。転移リンパ節検索の現在のスタンダードは造影CT検査および超音波検査の画像を用いるものであるが、造影CT検査と超音波検査のリンパ節を1対1で対応させることは困難である。そこで、本研究ではプロジェクションマッピング機能を用いて造影CT検査と超音波検査のリンパ節を1対1で対応させることができるシステムを構築することを目的とする。
曲面ファントムに合わせたマッピング画像を作成するために、ファントムの表面形状や曲率を数値化し、3DモデリングソフトウェアであるBlenderを使用してマッピングデータの収集を行なった。その後、データのクリーニング、ノイズ除去等を行なった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

画像の歪み処理や、プログラミングなど技術的な作業量が多く、3次元の物体を透視投影によって2次元の画像に変換するプログラムを作成するのが複雑で難航している。

Strategy for Future Research Activity

歪み補正のためのマッピング関数を作成し、このマッピング関数を適用して画像を変換し、曲面ファントムに投影する。必要に応じて調整を行い、正確性を検証する。次に、プログラミング言語PythonとそのライブラリであるOpenCVを使用して、3次元の物体を透視投影によって2次元の画像に変換するプログラムを作成する。完成したシステムは、本学倫理委員会の許可を得た上で、インフォームドコンセントを提供した患者に対して臨床実験を行い、システムの有効性を検証する。