リアルタイム画像支援による仮想気管支鏡システムの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10282
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 吉田 浩一 東京医科大学, 医学部, 助教 (00424490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 嶋田 善久 東京医科大学, 医学部, 助教 (00459497) ; 前田 純一 東京医科大学, 医学部, 助教 (50408176) ; 池田 徳彦 東京医科大学, 医学部, 教授 (70246205)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 仮想気管支鏡 / リアルタイム画像支援 / 気管支鏡 / ナビゲーション / 3D画像

Outline of Annual Research Achievements

本研究はリアルタイム画像支援による仮想内視鏡の開発である。仮想気管支鏡を気管支鏡画像と並べ、リアルタイム表示を行うことで、高精度なナビゲーションシステムを開発することを目的としている。
本年度は予め匿名化されたDICOMデータを用いて3D-CT及び、気管支ナビゲーション画像を製作した。さらに匿名化された気管支鏡動画を用いて動画からフレーム抽出を行った。さらに気管支鏡動画と、CTから得られた3Dイメージと連携させ、仮想内視鏡の動きや位置を推定するアルゴリズムの開発を行った。アルゴリズムは内視鏡の位置変化や回転変化などに対応するものとした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現時点でハードウェアは主にLAPTOP型のPCにSYNAPSE VINCENTをインストールし、内視鏡動画との連携を行った。画像処理能力については特に問題点を認めなかった。主に気管分岐部からのマッチングを行い、内視鏡動画における各フレーム間の差異から内視鏡の前後位置、回転度の推定を行った。また気管支について区域支、亜区域支の穴をそれぞれ認識させ、3D-CTイメージから取得した仮想気管支における穴とのマッチングを行った。

Strategy for Future Research Activity

継続して内視鏡動画像と仮想気管支鏡画像のリアルタイムマッチングを行い、精度向上を目指す。グラフィックボードなどの見直しを行い計算処理能力の改善を図り、できる限り仮想画像との「時間的ずれ」を少なくなるよう随時変更を行っていく。
システムの有効性が確立した時点で、前向き臨床試験を実施する。臨床試験は前向きFeasibility 試験とし、経気管支肺生検（TBLB）における内視鏡支援システムの有効性を検証することとする。

Causes of Carryover

内視鏡システムとPCの接続にはデジタル画像転送装置を介して行っているが、次年度の購入予定のため今回は使用額に計上していない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

デジタル画像転送装置とグラフィック性能がより高性能であるコンピューターの購入と、仮想気管支鏡動画像を出力する高精細モニターおよびipadの購入を予定している。