2次元画像処理による生体酸素情報のリアルタイム表示装置の開発と応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680941
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 立石 憲彦 愛媛大学, 医学部附属病院, 助教授 (90236555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 洋司 愛媛大学, 医学部, 助手 (20226567)
• Keywords: 酸素飽和度 / 画像解析 / ヘモグロビン / 微小循環 / 2次元画像

Research Abstract

1.酸素飽和度2次元画像計測システムの開発
カラービデオ画像を直接解析することにより、酸素飽和度の2次元画像を得るシステムを開発した。各種濃度のヘモグロビン溶液の酸素飽和度を変化させ、3板式CCDカラーカメラ(DXC-930)で透過光を観察すると同時に従来の分光学的方法でヘモグロビン濃度と酸素飽和度の測定をおこなった。カラーカメラからのビデオ信号をRGBセパレート方式の画像取り込みボード(平成13年度購入)で画像処理用コンピュータ(平成13年度購入)に取り込み、赤・青・緑それぞれのフィルターに対するヘモグロビンの吸光係数を求めた。得られた吸光係数を用いてビデオ画像から酸素飽和度・へモグロビン濃度の2次元画像を得るプログラムをScionImageのマクロプログラムで作成した。
2.開発システムの実証
上記で開発した計測システムが実用になることを確認するために微小血管モデルを用いて実証実験をおこなった。血管モデルには酸素を透過する毛細管であるテフロン製の人工流路(内径25μm、外径100μm)を利用した。人工流路を倒立顕微鏡(IMT-2)の上に設置し、赤血球浮遊液を灌流した。人工流路の周りには低酸素圧の液を灌流し、流れる赤血球から酸素を拡散させた。赤血球の酸素飽和度は顕微分光法を応用した従来の酸素飽和度測定装置を用いて測定をおこなうとともに、今回開発した酸素飽和度2次元画像計測システムで測定をおこない、正確な測定ができていることを確認した。