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2016 Fiscal Year Research-status Report

3D内視鏡を用いた消化管機能の計測

Research Project

Project/Area Number 15K09057
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

渡部 健二  大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (50379244)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻井 正彦  大阪大学, 医学系研究科, 招へい教授 (40303937)
山田 憲嗣  大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (70364114) [Withdrawn]
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords3次元内視鏡 / 計測 / 距離 / 容積 / コンプライアンス / 運動 / 蠕動波 / パノラマ
Outline of Annual Research Achievements

消化管の基本パラメータと蠕動を計測した。そのスピンオフとして消化管の3次元構造を広範囲に把握するパノラマ技術の開発に着手した。
1)消化管の基本パラメータの計測:消化管の基本形状は円柱と半球である。円柱の直径および半球の容積を3次元内視鏡で算出した。ⅰ)円柱の直径:3次元プリンターで任意の大きさの円柱を作成し、3次元内視鏡で得られたデプスマップデータから円の直径を1割以内の誤差で算出出来ることを確認した。今年度はさらに実際の生体の消化管を対象とした測定を行った。現在解析中であるが、たとえば直径50mmの円柱の内側に生体の消化管を張り付けて内腔を観測すると、直径40mm程度の結果が得られた。なお、胃壁はおよそ5mmの厚みである。ⅱ)半球の容積:3次元プリンターで任意の大きさの半球を作成し、3次元内視鏡で得られたデプスマップデータから半球の容積を1割以内の誤差で算出出来ることを確認した。今年度はさらに実際の生体の消化管を対象とした測定を行い、現在解析中である。
2)消化管の蠕動の計測:3次元プリンターで作成した蠕動波の波形を電動ステージで移動させ、3次元内視鏡で観測した。得られたデプスマップデータより蠕動波の頂点座標を算出すると1割以内の誤差で蠕動波の移動速度を算出出来ることを確認した。次に、この蠕動波の上に生体の消化管を留置し、電動ステージで動かし、3次元内視鏡で観測した。デプスマップデータから生体消化管の頂点は識別可能で、現在移動速度を解析中である。
3)3次元内視鏡のパノラマ
観測対象は円柱とした。円柱の内側の一点から三次元内視鏡で内腔を観察しても遠方の情報は得られないが、内視鏡を円柱に沿って移動させれば遠方の情報も得られる。そこで、内視鏡の位置情報を自ら判断しながら内視鏡近くの情報を継ぎ接ぎして円柱全体の内腔を再構築する技術を開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1)生体材料を用いたウエットな実験は、動物実験計画を立て、施設の承認のもと、動物実験施設で行っている。シミュレーションやファントムを用いたドライな実験に比べて実験の手続きが煩雑となり、実験が迅速には進まない。2)プログラミングに必要な時間が想定よりも多かったため。3)派生技術であるパノラマ観測の研究が予想よりも進捗が良好なため。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究で新しい派生技術が他にも発生することが考えられ、それらも大事に育て、特許申請の可能性を常に考慮しながら研究を推進する。

Causes of Carryover

動物実験は当初高額な生体で行う予定だったが、安価な摘出された臓器で代替出来たため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究費は当初の研究内容の他にそこから派生した新しい研究内容にも投資する。

  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results)

  • [Journal Article] 臨床現場における睡眠時呼吸障害のスクリーニングのための非接触手法の検討2017

    • Author(s)
      Yutaka Matsuura, Hieyong Jeong, Kenji Yamada, Kenji Watabe and Yuko Ohno
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of endoscopic entire 3D image acquisition of the digestive tract using a stereo endoscope2017

    • Author(s)
      Kayo Yoshimoto; Kenji Watabe; Tetsuji Fujinaga; Hideki Iijima; Masahiko Tsujii; Hideya Takahashi; Tetsuo Takehara; Kenji Yamada
    • Journal Title

      Proc. SPIE 10054, Advanced Biomedical and Clinical Diagnostic and Surgical Guidance Systems XV

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1117/12.2250774

  • [Journal Article] p53 functional deficiency in human colon cancer cells promotes fibroblast-mediated angiogenesis and tumor growth.2016

    • Author(s)
      Hayashi Y, Tsujii M, Kodama T, Akasaka T, Kondo J, Hikita H, Inoue T, Tsujii Y, Maekawa A, Yoshii S, Shinzaki S, Watabe K, Tomita Y, Inoue M, Tatsumi T, Iijima H, Takehara T.
    • Journal Title

      Carcinogenesis.

      Volume: 37 Pages: 972-984

    • DOI

      10.1093/carcin/bgw085

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2018-01-16  

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