| Project/Area Number |
23K27748
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
23H03057 (2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 56060:Ophthalmology-related
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
大鹿 哲郎 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90194133)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星 崇仁 筑波大学, 医学医療系, 講師 (10757892)
巻田 修一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50533345)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
|
|---|
| Keywords | 画像鮮明化 / 眼科映像 / 算術アルゴリズム / 眼科画像 / 静止画 / 動画 / 画像ファイリングシステム |
|---|
| Outline of Research at the Start |
我々の用いるリアルタイム映像鮮明化法は，①1画素ごとの計算によるダイナミックレンジ拡大，②劣化画像の復元高解像度化，③ハニカム除去，④赤色透過の4つのアルゴリズムからなる．①②は監視カメラなど産業用に開発された特許技術の医学への応用であり，③④は眼科におけるオリジナル技術である．眼内内視鏡や涙道内視鏡での動画，3D Heads-up手術映像，眼底写真，スマートフォンによる前眼部撮影など，種々の眼科映像をリアルタイム（遅延0.004秒）で鮮明化させる最適なパラメータを設定し，その臨床的有用性を示す．また，本技術をチップ化することで，さらに多くの入力デバイスに対応させ，臨床応用の範囲を拡げる．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
産業用に開発された画像鮮明化アルゴリズムを医療用に最適化し，独自のアルゴリズム処理により，眼科映像（動画及び静止画）本来の質を復元させる方法を確立し，臨床応用している．人工知能（artificial intelligence，AI）で予測して作画したりせず，また他の画像加工処理ソフトのように情報を書き加えたりせずに，タイムラグなく鮮明化処理できる（遅延0.004秒）．静止画に関しては，眼科画像ファイリングシステムに組み込むことにより，臨床の場で容易に鮮明化を行い，その場で患者説明に使用できるシステムを構築した．多くの画像ファイリングシステムとの整合性を検討し，Claio（Findex），アイメッツeyemet’s，NAVIS（ニデック），Manta Exp，コーワVK-2s（興和），Medius（ビーライン），K FILES（河野医科）への搭載を進めた．動画に関しては，涙道内視鏡手術，硝子体内視鏡手術，3D Heads-up手術における応用を進めている．臨床における応用とともに，混濁液を用いた基礎実験を行い，パラメータの最適化を行っている．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細隙灯顕微鏡写真，通常の眼底カメラによる眼底写真，広角眼底カメラ（OPTOS等）による眼底写真，手持ち眼底カメラによる眼底写真，フルオレセイン蛍光眼底造影，インドシアニングリーン蛍光眼底造影，optical coherence tomography angiography（OCTA），スマートフォンによる前眼部撮影，スマートフォンと凸レンズを用いて行う眼底写真（未熟児網膜症の評価など）など，様々な映像において画像鮮明化の効果を検討している．画像ファイリングシステムに取り込める画像については，患者説明への有用性を評価した．
動画については，涙道内視鏡の画像をリアルタイムで鮮明化することにより，手術時間が短縮され，手術結果も向上するとのデータが得られたので，解析を加え発表予定である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
動画については，硝子体内視鏡（町田製作所27G眼科内視鏡VIT-27MFY-S，ファイバーテック内視鏡FC-304 + FL-301 + FI-302）および涙道内視鏡（町田製作所LAC-06NZ-HS）を用い，画像鮮明化・解像度復元化の効果をin vitroモデルで確認する．白色混濁液あるいは赤血球希釈液を数段階の濃度で用意し，その溶液の中にチャートを設置する．内視鏡で観察し，鮮明化・復元高解像度化機能を種々のパラメータ設定でオンにした場合の視認性を比較する．3D Heads-up手術（アルコンNGENUITY 3D ビジュアルシステム，Carl Zeiss MeditecカールツァイスARTEVO 800）において，ダイナミックレンジ拡大，復元高解像度化，赤色透過を種々の条件設定で施行し，最適な条件を探る．硝子体切除，網膜処理，レーザー照射，白内障手術など各セグメントに分け，効果を定量的に評価する．
現在のリアルタイム鮮明化・復元高解像度化装置は 360mm×44mm×175mm程度のサイズの機器で，画像入力装置とモニターの間に設置して使用している．この機能を全てチップ化することにより，細隙灯顕微鏡，眼底カメラ，手術用カメラなど多くの撮像デバイスに埋め込むことができ，リアルタイム画像鮮明化の範囲が格段に拡がる．携帯デバイスでの活用が拡がれば，遠隔医療の発展に大きく寄与するものと考えられる．
|
