連続切片顕微鏡像のコンピューターによる画像認識を用いた多次元統合的解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04557051
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 大川 治夫 筑波大学, 臨床医学系, 教授 (30009667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 道男 筑波大学, 構造工学系, 教授 (10016446) ; 坂庭 操 筑波大学, 医療技術短期大学部, 教授 (40134233) ; 池袋 賢一 筑波大学, 臨床医学系, 講師 (70251064)
• Keywords: 3次元立体再構築 / 小児外科 / 発生学 / 鎖肛ブタ / 直腸肛門奇形 / 横隔膜ヘルニア / 連続切片 / 顕微鏡画像処理

Research Abstract

3次元空間上に器官の表面を表す面を生成し、それを元に平面上へ立体像を投影して検討するイワユルサーフェスモデルによる顕微鏡画像の3次元立体再構築法では、(1)連続切片の核切片間の基準軸の整合、および(2)器官を構成する画像の自動的認識が大きな問題であることがこれまでの研究で明らかになった。
これらに対し、基準軸の整合法に関しては計算機内での仮想的に像を互いに移動、回転して行う方法を完成させた。しかし、器官を構成する画像の自動的認識を計算機内で閉じた情報のみで行うことはきわめて困難であるため、このような手法の3次元立体構築法ではなく、boxel rendering またはbolume renderingの手法を基礎に、基準軸の整合が完了した各切片の像をそのまま平面に投射して観察し、その立体像のうえで仮想的に解剖を行い、対象となる器官の像を抽出して検討する手法を実現した。
本手法での最大の問題点は他の手法に比べると著しく多大な計算機資源(特に計算速度および主記憶量)を必要とすることで、更なるアルゴリズムの改良が必要と思われるが、ここ数年の計算機環境の進歩を考えるとこれに期待するという考え成り立つと思われる。
鎖肛ブタ胎仔の連続切片の標本については胎生26日から44日のブタ胎仔10匹の連続切片(各418〜725枚)を用意し、それらの直腸肛門部の解剖学を検討した。それらから正常、鎖肛のcloacal plateの形態,直腸肛門筋群の発達の差異が視覚的にも、また3次元空間上の計測においても定量的に示された。

Research Products

• [Publications] Kenichi Ikebukuro: "Three deiventional analysis of anorectal embyology" Pediatr Surg Int. 9. 2-7 (1994)
• [Publications] 大川 治夫: "鎖肛の発生と泌尿器合併症" 小児外科. 26. 1171-1178 (1994)
• [Publications] 大川 治夫: "先天性横隔膜ヘルニア" 日本医事新報. 3654. 37-40 (1994)
• [Publications] 大川 治夫: "腫瘍" 日本医事新報. 3658. 37-40 (1994)
• [Publications] 大川 治夫: "腸管重複症" 日本医事新報. 3671. 37-40 (1994)
• [Publications] 大川 治夫: "腸回転異常" 日本医事新報. 3675. 37-40 (1994)