2019 Fiscal Year Research-status Report
透析患者の負担軽減を目指した光による無侵襲血管イメージングシステムの構築
| Project/Area Number |
17K01418
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University of Science |
|---|
Principal Investigator |
北間 正崇 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (50285516)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 孝一 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授(任期付) (30125322)
加藤 祐次 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (50261582)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 光透視 / 光散乱 / 光拡散 / 医用画像 / 透析 / シャントトラブル / 内シャント / 血管透視 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
臨床現場では，慢性腎不全患者が人工透析を行う際に必要な内シャントの血管異常を早期に発見することが患者のQOL向上に重要である．安定かつ高精度の血管状態検出による患者負荷の低減が望まれる中，本研究では，申請者らが確立した拡散光利用による内シャント構造の描出技術を推し進め，無侵襲かつ簡易なシステムで内シャント管理を実現し臨床医療に貢献することを目的とする．本年度は検討システムの臨床使用を実現すべく，これまでの検討で問題となってきた患者の血管走行ならびに狭窄進行の個人差にともなう血管内径計測精度の評価を行った．
１．臨床で想定される血管狭窄の描出
これまで，血管軸方向の局所部分において血管断面内で同心円状となる狭窄が発生した場合を想定し，提案手法の有用性を確かめてきた．本年度は臨床で想定される実際的な狭窄を考慮し，血管断面内で非同心円状に狭窄が進行する構造での血管内径計測の実現を試みた．狭窄の進行度別に複数個の試料を作製し狭窄部の検出を試みた結果，臨床利用において重要とされる血管内径2.5 mm付近(経皮的血管形成術の適応基準)での内径変化に応じた計測値の変化を確認できた．しかし，血管内に血栓など吸光度の高い部分が存在した場合には血液部と誤認してしまい，血管内径に誤差が発生してしまう問題も明らかとなった．
２．血管の走行方向が計測に及ぼす影響
従来の検討では，血管部が観察視野内で同じ深さに存在する模擬試料を用いていた．実際の血管走行は個人差があるため，観察視野内で血管の深さが変化するよう，前腕長軸から一定角度を成すシャント血管を模擬した試料で透視実験を行った．その結果，前腕長軸からのシャント血管角度が増加するにともない，血管内径の計測誤差が増大することが明らかになった．ただし実用条件内では，誤差が0.4 mm以内の精度で血管内径の計測が可能であった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
究実施計画に従い，計測システムの最適化ならびに計測結果からの血管内径自動抽出アルゴリズムの検討を進めている．計測システムについては現在までに，臨床現場で簡易に使用可能な小型化システムに多波長計測系組み込むとともに臨床で想定される様々な患者の血管状態を想定した検討を行い，実用上の有用性を示してきた．一方で医療現場での安全使用の観点からシステムの構造的変更が必要となっており再構築を行っている．これにより当初予定していた患者データの取得が遅れている．血管内径自動抽出アルゴリズムについては内シャント模擬試料の撮影データを対象としてプログラムを構築中であり患者計測への準備を進めている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
臨床現場での使用に最適化した上で再構築した計測システムにより以下の項目を実施することで，研究計画で示した技術開発に向けて本研究課題を推進する．
・X線血管造影，超音波検査等による血管状態記録との比較検討
・透析患者の計測・記録法の構築
・血管内径変化の自動抽出および経時変化のデータ化についてのアルゴリズムの構築
・関連学会での報告，学術論文誌への公表
|
| Causes of Carryover |
本年度に予定していた透析患者計測について，計測システムの再構築が必要となったことから研究計画の遅延が生じている．それに関わる経費ならびに成果発表，論文公表等の時期を変更したことにより次年度使用額が発生した．システム再構築は概ね完了しており，今後は当初の使用計画に沿う予定である．
|
