尿流動態の3次元評価とナビゲーション開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K20069
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 仲村 和芳 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (50456034)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 医工学

Outline of Annual Research Achievements

前立腺部尿道内腔の3次元モデルを用いた尿流シミュレーションシステムを構築し、α1ブロッカー内服治療による前立腺部尿道の尿流改善効果の可視化と病態責任部位の同定を目的として、臨床応用計画と研究を行ってきた。
今年度は、3次元システムの安定に焦点をあてて検討を行ってきた。
具体的には、3次元システム構築が、前立腺部尿道の内視鏡引き抜き映像を用いて、パーソナルコンピューター上で画像処理を行うことで3次元画像を構築するが、内視鏡の光源とその距離によって明度に差があり、その差が3次元画像上で大きな誤差として処理されることが判明したため、修正が可能かどうかの検討を行った。修正するためには、明度によって偽の内腔として表示される部分を同定することと、その部位を削除し真の内腔として表示するためのシステムが必要だが、その開発には工学部においても困難と判断された。一方同時に光源の明度の自動化と明度の固定での検討も行い、明度自動調整において再現性が得られることが判明したため、再度検討を行ったが、自動調整においても誤差自体はどうしても発生が避けられなかった。
3次元前立腺部尿道モデルは、排尿時をイメージして作成が開始されたが、排尿中には尿道内腔が変化するため、そのすべてを内視鏡映像から抽出し3次元化することは困難と考えられた。
そのため、研究開始時に千葉大学工学部で共同研究を行っていたスタッフ、（現ウォータールー大学博士研究員）と高感度のエコー画像を用いて、前立腺部尿道内の尿流をとらえる方法も並行して検討している。その検討で、今まで行ってきた内視鏡画像からの尿流シミュレーションと好感度エコーでの尿流との差を把握し再現性の向上を検討している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

概要でも記載した通り、システムの質が安定し向上するまでの間は、実臨床での応用を検討する段階ではないと判断したため。
現在は、高感度エコーによる尿流と、内視鏡からの映像の尿流シミュレーションとの相違を検証することに専念している。

Strategy for Future Research Activity

高感度エコーによる尿流と、内視鏡からの映像の尿流シミュレーションによって、示された内腔を3Dプリンターを用いて、弾性のあるモデルを作成しシミュレーションを行っていくことでより実際の排尿状態に近いものが目指せるのではないかと考えている。