2015 Fiscal Year Research-status Report
眼底動画像解析による脳血管障害早期発見のためのスクリーニング・システム
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15K12108
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
内野 英治 山口大学, 理工学研究科, 教授 (30168710)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末竹 規哲 山口大学, 理工学研究科, 教授 (80334051)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 眼底動画像 / 網膜血管 / 拍動 / 動脈硬化 / 脳血管障害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
眼底は瞳孔を通して眼球内（生体）の血管を直接観察できる人体内で唯一の部位である．眼底カメラから得られる情報により，眼疾患だけでなく網膜血管の状態がわかり，さらには，それらの状態から脳内血管の状態（動脈硬化）までも予測することが可能である．本研究では，非浸襲の眼底カメラにより網膜血管のダイナミックな拍動を直接観測し，動画像処理により網膜血管の拍動を脈派に変換，その脈派の解析により脳内血管の動脈硬化を予測するスクリーニング・システムを開発する．
平成27年度では，一般の眼科に普及している走査型レーザー検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope: SLO）を用いて取得した被験者の眼底動画に対し，被験者の瞬きや眼球運動に対するブレ補正などを行い，眼球の位置を静止させる前処理を行った．その後，網膜血管の拍動を解析することによりその脈波を高精度で抽出することに成功した．現在，網膜血管の脈波から動脈硬化度の指標となる特徴量の抽出を行っている．また，Convolutional Neural Networkを用い，眼底画像内の動脈と静脈が交叉する血管交叉部の自動検出にも成功した．眼底動脈の動脈硬化により静脈が押し潰される．どの程度押し潰されているかは動脈硬化の重症度と大きな関係があり，それを定量的に評価することで動脈硬化の度合いが診断できる．今回，動脈と静脈が交叉する箇所を自動で検出し，その箇所における静脈の押し潰され具合を自動で評価するプロトタイプ・システムが出来上がった．これは，別の観点からの眼底動脈硬化の評価である．眼底の動脈硬化と脳内血管の動脈硬化は関連性があり，今後その関連性について詳細に調べて行く予定である．
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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
走査型レーザー検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope: SLO）は一般の眼科に普及しており，SLO動画から拍動の自動抽出に成功したことは，実用化の第一歩となる．今後は拍動波形から動脈硬化度を判断する指標の開発に進む予定であり，研究は計画通りに順調に進捗している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度に抽出した拍動情報（脈波）から動脈硬化の判別を行う．網膜血管の異常は脳細動脈血管における動脈硬化のスクリーニング指標として有用であることが統計的に示されている．即ち，脈波から網膜血管の動脈硬化の自動判別が可能になれば，CTやMRIなどの精密検査に移る前に非常に簡便に脳血管動脈硬化のスクリーニングができる．動脈硬化患者と健常者のそれぞれの眼底動画を取得し，それぞれの脈派に対して，機械学習を行い，動脈硬化患者群と健常者群の２つのグループ間の特徴量の差を解析する．これにより，脈波から動脈硬化の自動判別を行うプロトタイプ・システムを開発する．臨床データの取得は平成27年度に引き続き継続的に行う．
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| Causes of Carryover |
今年度の研究成果の公表が次年度が適当であると判断し，そのための経費を次年度に繰り越した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度直接経費総額（1,248,169円）
消耗品費（各種コンピュータ関連消耗品190,000円，文房具類他80,000円）； 旅費（学会発表 東京1回x2人 176,000円，学会発表 欧州1回x2人 460,000円； 人件費・謝金（データ整理謝金100,000円）； その他（学会参加登録費120,000円，論文掲載費70,000円，その他52,169円）
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