焦点調節画像を用いた新規大腸腫瘍診断の解析と治療への応用

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K20667
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山村 健史 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (10709091)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 焦点調節画像 / 大腸腫瘍

Outline of Annual Research Achievements

2019年度に様々な大腸腫瘍の内視鏡観察法で焦点調節画像を試し、Imaged enhanced endoscopyの中の狭帯域光観察が最も本方法の条件に合致していると思われた。他にも白色光・pit pattern観察なども試した。また撮影法も動かす速度や画像の取り方などを色々と試し、最適な条件を決定した。
次に撮影技術固定されたところで作成した焦点調節画像が内視鏡医に与える影響に関して検討した。具体的に作成した画像を動画と静止画単位で視認性や診断能の検討を行い、どこまで診断能が向上し得るかを評価した。初学者と熟練者に分け、それぞれを主観的評価と客観的評価に分けて検証した。その結果、客観的評価である診断精度(正診率など)は初学者と熟練者共に焦点調節画像になっても有意な改善は認めなかったが、主観的評価(読影結果の信頼度・画像の質の評価など)は両者で有意に改善した。また診断時間も同様に両者で改善した。以上より、焦点調節画像が内視鏡医に与える影響は主観的評価の向上であることが明らかとなった。これまでの結果については現在、論文作成中である。
3D構築については2020年度に試行したところ、画像を構築することは可能となった。ただし精密な図を作成するには、現技術ではまだ精度に問題があることが判明し、画像をマッチングさせる特徴点を大幅に増量し、それらを高速処理で処理時間を増やすことなく技術を名城大学と共同で開発している。その技術が進めば、試行段階での画像より精密な3D構築図が可能となる試算であるが、コロナ蔓延による影響で研究停止となる時期があり開発が遅れている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

3D構築については、現技術ではまだ精度に問題がある。動画の特徴点を大幅に増量し、それらを高速処理で処理時間を増やすことのない技術を名城大学と共同で開発してているが、コロナ蔓延による活動停止時期などがあり十分な成果を得るに至っていない。現在は研究を再開している。

Strategy for Future Research Activity

現在、焦点調節画像が内視鏡医に与える影響に関しては成果をまとめており論文化を進めている。
今後の研究の方向としては、3D構築を可能とする方法の確立を目標としている。具体的には、画像をマッチングさせる特徴点を大幅に増量し、それらを高速処理で処理時間を増やすことなく3D構築を可能とする。解析の結果、画像のハレーションや心拍動・呼吸変動による物理的距離のずれが弊害となっており、ハレーションを除去する技術を進めたが、それ単独では良好な画像を作り出すことは困難であった。そのため特徴点を増やすことにより、同一物体のずれをより正確に感知し、3D化することを目指している。3D画像が構築可能となれば、実際の内視鏡手技において周囲(襞や蠕動による変形)との関係を3D画像構築することで、切除前に襞・屈曲部を予想し、治療困難部位に対する対策を立てることができるようになるかを検証する。3D画像構築が内視鏡治療(粘膜下層剥離術や内視鏡的筋層切除術)成績の向上(一括切除率や施行時間)に有用かどうかを検証するのが目標である。

Causes of Carryover

COVID感染により海外学会・国内学会共に参加が困難であり、旅費やその他の使用額が減少した。それと同様に協力施設である名城大学との交流も困難となるのに加えて、先方でCOVID感染による緊急事態宣言で研究停止となる時期が発生したため、進展に遅れが生じている。 一番根本の3D構築については、ハレーションの除去だけでは良好な結果を得ることができなかったため、マッチングさせる特徴点を大幅に増量し対応する方向で進めており、その基本技術の改善が可能となれば 研究が進むと考えている。