ヒト解剖標本と医用コンピュータグラフィックスの融合による脳幹機能マッピング

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K18380
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 河島 真理子 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40803664)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 脳深部解剖 / 神経機能マッピング / 三次元コンピュータグラフィックス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、大脳基底核および脳幹部の高精細連続解剖標本画像を3次元化することで、実際の医用画像上では判別困難な神経構造の局在を明らかにし、臨床応用することと目指している。
これまでの過程において、ヒト基底核・脳幹ホルマリン標本画像をデジタル加工し、3D画像用ソフトウェア上で作業可能なデータに変換した。基底核・脳幹構造のうち、通常のMRIでは描出困難なPapez回路を明示化する予定とし、Papez回路を構成する神経構造（乳頭体、脳弓、乳頭体視床路、視床前核）のセグメンテーションを行った。この解剖標本画像をもとに作成した3Dデータを、実際の医用MRI画像に投影すべく、位置合わせ（レジストレーション）を試行した。解剖標本画像では固定の過程で生じた歪みがあるうえ、別個体かつ頭蓋内疾患を伴う医用臨床画像にそのまま重ね合わせることはできない。解剖標本画像の3Dデータと、医用MRI画像から得られた同部位の3Ｄデータをレンダリング後に位置合わせすることで、乳頭体視床路や視床前核をMRI上に投影することができた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、今年度は3D画像ソフトウェアを駆使して解剖標本画像と医用画像の融合の作業を進めており、概ね順調と考えている。一方、位置合わせの方法に関しては、より精度の高い手法を考案する必要性を感じており、完成までにもう暫く検討の余地がある。

Strategy for Future Research Activity

第三脳室近傍腫瘍を有する症例の医用MRI画像を用い、解剖標本画像から作成した3D画像を融合させ、Papez回路とくに乳頭体視床路や視床前核の位置を同定する。異なる手術アプローチごとに、それらの神経構造がどのように位置し、手術の際にどのような注意を払うべきかを検討し、英語論文化することを検討している。最終的には、今後手術が行われる症例のMRI画像と融合させ、術前シミュレーションを行った上で、その有用性について検討し、再度論文発表を行う。その後、同じ解剖標本画像を用い、視床下核や中脳の神経核に関しても同様の3D画像化を試みる。

Causes of Carryover

本年度は既存の物品にて作業可能な部分が多く、支出が予定より少なくなったが、次年度はコンピュータ機器を使用した作業が中心になること、発表の機会が生じることなどより、使用額が上昇すると見込まれ、記載のように請求した。