2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photoacoustic endoscope using wideband microarray for advanced intraoperative vascularity diagnosis
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21H04958
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
椎名 毅 芝浦工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40192603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西條 芳文 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
杉本 直三 京都大学, 医学研究科, 教授 (20196752)
佐藤 いまり 国立情報学研究所, コンテンツ科学研究系, 教授 (50413927)
瀬尾 智 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (70646546)
川村 純一郎 近畿大学, 医学部, 教授 (90422948)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 可視化 / 光超音波イメージング / 内視鏡・腹腔鏡下手術 / がん診断 / 術中診断支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、低侵襲性が利点で適用が進んでいる内視鏡や腹腔鏡下の手術において、精度の高い治療を行う上で必要とされる術中の診断情報を、現状のシステムでは十分に獲得できていないという課題を解決するため、光超音波イメージングの先進技術を導入することで、術中での腫瘍良悪性の鑑別、がん浸潤範囲、リンパ節転移等の診断を可能とする光超音波内視鏡システムの開発を目指す。このため本年度は以下の各研究項目に取り組んだ。
【1.光超音波内視鏡システムプロトタイプの開発】前年度に試作の1024素子の２Dアレイセンサ超音波プローブに、ROI内で均一に照射可能な光照射部を設置して光超音波プローブを構築した。寒天に血管を模擬した0.5㎜径の黒鉛線を挿入したファンムで超音波像と光超音波像を計測を行した結果、解像度や小開口での視野角制限によるアーチファクトが、シミュレーション解析の結果とよく対応することが確認された。
【2.情報科学的解析による光超音波像からの診断情報抽出】３次元血管像の連続性の向上には多方向からの画像の統合が効果的だが、内視鏡ではプローブ移動での視点変動と組織変形での位置ずれが同時に生じる結果、単純な座標変換のみの統合では画質劣化を招く。そこで車の自動走行等で用いられるSLAM等の情報科学的手法を駆使して、プローブ移動による視点変動と組織変形での位置ずれの双方を補正し、血管構造の視認性と酸素飽和度の定量性を向上させる方法を検討した。
【3．動物モデルを用いた光超音波内視鏡の術中診断への活用法の検証】臨床での内視鏡・腹腔鏡下手術で必要となる術中診断の場面を想定して、光超音波内視鏡の活用法を検討するため、マウスや大型実験動物での動物モデルの構築を進めたが、研究分担者の所属する医療機関内で感染症クラスターが発生したことで、予定していた動物実験の実施に支障が生じたため、研究計画の一部変更が必要となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
開発項目1，２については概ね計画通り進捗しているが、開発項目３に構築に関しては、研究分担者の所属する病院で、新型コロナウイルスクラスターが発生したことで、動物実験のための体制を維持することが困難となり、実施項目の一部を次年度へ繰越した影響で遅れを生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の理由で遅れを生じている開発項目３の動物疾患モデルの構築については、目標設定の変更も含めた研究計画の一部修正により対応する。
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