2016 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)
鎌田 恭輔 旭川医科大学, 医学部, 教授 (80372374)
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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28年度では、(1)平成27年度で終了しなかったシステムの構築を行った上で、(2)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った。しかし、データ記録に生じる術中負担を軽減するために(2)の遂行中に得られた結果をシステムに反映させることとした。そのため、(2)は一時保留とし、(3)蛍光情報の提示方法に関する検討とシステムの組み込みを行った。
１．システム構築で残っていたソフトウェアの組み込みを行った。これにより、脳からカメラまでの距離やズームレンズの倍率による補正がオンラインで可能となった。ただし、同時に記録している分光器の出力については、分光器プログラムの権利者の都合でオフラインでの処理である。
２．機械学習のための指標の一つである分光器の出力と、画像ピクセル値とが高い相関にあることを確認することができた。この内容については学会で発表を行った。また、動画像に対するフィルタリング処理やセグメンテーション処理により、低レベルでの蛍光部分の抽出を行った。さらに機械学習と組み合わせることで、術中で有益で、かつ、オンラインで提示可能な情報の取得を目指す。
３．「２．」で述べた抽出方法の一部はオンラインで利用可能である。データ記録に生じる術中負担を軽減するために、その情報の提示機能をシステムに付加した。これは、平成29年度で行う予定であった研究の一部の先取りである。これにより、従来はSN比の改善とR成分の強調によって行っていただけの処理にフィルタリングやセグメンテーション処理が加わり、術者にとって分かりやすくなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年度で予定していた、(1)システム構築と(2)機械学習によるカテゴリ判別のうち、(2)については終了しなかった。一方、平成29年度に予定していた蛍光情報の提示方法に関する検討とシステムへの組み込みの一部を実施した。(2)が終了しなかったのは、平成29年度に予定していた研究の一部を前倒ししたためである。これにより、術中の作業負担は軽減している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度では、平成28年度で終了できなかった、蓄積したデータと基礎的検討を元にした機械学習によるカテゴリ判別を行う予定である。さらに、脳腫瘍組織からの蛍光の情報を術者に提示する方法を「本格的に」検討し、システムに組み込む。これにより、記録から情報提示までが一体のシステムとして稼働可能になる。
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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。研究進行に変更があったため、想定していた国際会議での発表が困難となった。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、研究進行に変更があったため実施できなくなった。
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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・謝金については順次使用する予定である。ただし、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、ソフトウェアによる自動化により、当初想定したよりも短時間で済む可能性がある。その一方で、ソフトウェアの使用料金の負担が加わった。一部はその費用として流用することになる。
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