2015 Fiscal Year Research-status Report
微弱蛍光の可視化と数値情報の提示によって脳腫瘍切除手術を支援するシステムの構築
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15K01323
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
竹内 文也 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (30281835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 寿明 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (20363228)
北間 正崇 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (50285516)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光線力学的診断 / 脳腫瘍 / アミノレブリン酸 / 蛍光画像 / 可視化 / 手術支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度では、(1)既存装置の改良、(2)データの蓄積、(3)次年度以降の機械学習に向けた画像処理を計画した。
1. 既存装置の改良について: 本研究では脳組織からの蛍光を画像（動画）として記録し、ＲＧＢ成分に分解されたピクセル値としてその場所の蛍光強度を得る。ただし、ピクセル値は、脳から励起光源やカメラまでの距離によっても大きく変化する。研究データとしては一定の距離で記録することが望ましいが、手術の進行の中では常に同じ距離を保つことは困難である。
そこで、脳からカメラレンズまでの距離を記録することで、距離の補正あるいは距離に依存しない指標の作成を行った。また、ピクセル値はズームレンズの倍率にも依存するため、その倍率も記録することで、分光器の出力における距離と倍率特性を調べた。これによりピクセル値を補正することで、距離やズーム倍率の影響を低減した画像の作成が可能となる。
2. データの蓄積: 旭川医科大学脳神経外科において、光線力学診断用剤（アミノレブリン酸塩酸塩）を投与して行った手術のうち、17例で手術中の動画が記録できた。これらには、腫瘍の種類や腫瘍部位などによって蛍光の有無や強度による違いが見られるが、(1)の補正によって部位（深さ、距離）によるばらつきは補正できると考える。
3. 次年度以降の機械学習に向けた画像処理: ＲＧＢ成分に分解されたピクセル値から蛍光領域の抽出を行った。これにより得られた抽出領域の応用について特許化を検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度で予定していた、(1)既存装置の改良、(2)データの蓄積、(3)次年度以降の機械学習に向けた画像処理については、それぞれ成果が得られており、おおむね順調に進んでいる。ただし、(1)と(3)の機能を組み込んだシステムの構築（主にソフトウェア）が遅れており、平成28年度では本格的な研究の立ち上げが遅れる可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度では、研究計画通り研究代表者である竹内が、蓄積したデータと基礎的検討を元に機械学習によるカテゴリ判別を行う予定である。なお、平成27年度で終了しなかったシステムの構築を平成28年度前半で行う予定であるため、立ち上げが遅れる可能性があるが、解析補助者に作業を担当させることで、平成28年度の計画は達成できると考えている。
また、研究分担者である髙橋寿明氏の所属が変わったため、インターネットを利用して、データの検討を進める予定である。また、平成28年度より研究分担者として鎌田恭輔氏（平成27年度では連携研究者）に参加してもらうことで、脳外科医としての臨床所見からの検討を充実させる予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた原因は、旅費と人件費・旅費の支出が予定よりも少なかったためである。旅費は主に国際会議での発表がなかったためである。人件費・謝金は、主にデータ解析の補助の費用として見込んでいたが、システム構築の予定が遅れたため解析を始めることができなくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費については、主に平成29、30年度で使用する予定である。また、人件費・謝金についてはシステム構築ができ次第、使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
