2016 Fiscal Year Research-status Report
低線量Ｘ線動画イメージングによる肺機能診断法の開発
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16K10271
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 利恵 金沢大学, 保健学系, 准教授 (40361985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠原 寿郎 金沢大学, 医学系, 准教授 (30272967)
松本 勲 金沢大学, 医学系, 准教授 (80361989)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 画像 / X線 / 放射線 / 情報工学 / 生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸過程を撮影した胸部X線動画像には，肺換気および血流動態がX線透過性（=画素値）の変化としてあらわれている．この変化は，単位容積あたりの肺血管・気管支密度および血液量の変化に起因する．すなわち，X線透過性（=画素値）変化の理解は，肺の動的変化の理解だけでなく，肺機能の理解にまでおよぶ重要な評価項目である．本研究では，肺の動的変化として，肺野内局所のテクスチャ変化，移動ベクトル，画素値の変化率に注目した．これらの動的変化から肺機能評価を可能にする画像解析技術を開発するために，今年度は下記（1）(2)に取り組んだ．
(1) 軟組織X線動画像の作成
(2) 肺（特に，軟組織成分）の動的変化を定量化する画像解析プログラムの開発
対象は，本学附属病院の呼吸器内科/外科・整形外科を受診した患者である．本学附属病院で稼動しているX線動画撮影システム（試作機，コニカミノルタ）を用いて，呼吸過程を14秒間撮影し，合計210枚のX線動画像を得た（100 kV，0.2 mAs/pulse，15 frame/秒）．総被ばく線量は，ルーチンの胸部単純X線撮影2回分（正面＋側面）以下である．H28年度の1年間で肺癌，間質性肺炎，肺線維症，喘息，COPDなどを有する約100症例のX線動画像を新規に取得した．取得した胸部X線動画像に骨陰影抑制処理を適用して，軟組織X線動画像を作成した．軟組織X線動画像を対象に，肺野内テクスチャ変化，移動ベクトル，画素値の変化率を定量化する画像解析プログラムを開発した．研究成果を国際光工学学会2017（SPIE Medical Imaging2017）にて発表した．
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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
肺の動的変化を理解するための画像解析プログラム開発と，新規症例データの収集を並行して行うことで，研究を効率的に推進した．胸部X線動画像からの軟組織X線動画像の作成および胸郭運動の定量解析プログラムの開発は，これまでに構築した画像データベース収録データを対象に初年度から行った（129症例×30～50フレーム）．予定していた２つの課題のうち（１）軟組織X線動画像の作成，（２）肺の動的変化を定量化する画像解析プログラムの開発，を予定どおり行うことができた．しかし，（２）で開発した手法では，正常と異常の差別化ができず，解析手法の再考が必要となった．来年度，継続して検討する必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度の上記成果にもとづき，H29年度は（２）肺の動的変化を定量化する画像解析プログラムの開発の再検討，（３）肺機能との関連のある計測項目の解明，（４）骨陰影抑制処理による改善効果の検証に取り組む．また，これらの研究開発と同時並行で新規症例を収集し，症例数の増加を図る．
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| Causes of Carryover |
H28年度中頃に急遽，校舎の改修工事が決まり研究室の引っ越しを余儀なくされた．移動によるコンピュータ不具合発生が予想され，新規購入を控えたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引越しが完了し，コンピュータの配置ならびに配線等について原状回復できた．作業の効率化を目的に，当初予定していた備品ならびにセキュリティ強化のための消耗品の充足を行う．
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