バーチャルリアリティーを用いたOCT深部情報表示による内視鏡手術検査支援システム

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670716
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 伊藤 壽一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90176339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂本 達則 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60425626) ; 黒田 知宏 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10304156) ; 粂 直人 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (00456881) ; 楯谷 一郎 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20526363) ; 中川 隆之 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50335270) ; 北村 守正 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60543262) ; 山本 典生 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70378644) ; 平野 滋 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10303827) ; 平海 晴一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10374167)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 画像診断 / 光コヒーレンストモグラフィー / 内視鏡

Research Abstract

手術において切除するかどうか、検査において生検するかどうかなどは、非常に重要な判断であるが、頭頸部領域では聴覚、嗅覚、味覚などの感覚受容や言語の表出、嚥下などの機能臓器が多数あるため、その決定は新調にならざるを得ない。その場面において、内視鏡は狭い領域にも安全に進入でき、近接画像で観察できるというメリットがある。しかしその情報は表面の情報であり、真に決定的な情報は取ってみるまで分からない。
光コヒーレントトモグラフィー（OCT）は近赤外光の組織透過性を利用して、組織内部からの反射光を検出して画像化するという非侵襲的断層撮影法である。5～15マイクロメートルというOCTの高い解像度によって、OCTによる非侵襲的組織診断が提唱されている。我々は、OCTによって得られる深部情報を内視鏡画像に組み合わせることで、有用になると考え、本研究を行った。
本年度は、可視光線による内視鏡画像と近赤外光によるOCT画像を同時に取得できるような内視鏡光学系を設計した。また、動物内耳を用いたサンプルを用いて、OCTを用いて深さ方向にどのような情報が得られるかを検討した。手術切除後の腫瘍サンプルを用いて、OCTで腫瘍部分が描出可能であることも確認した。
また実験光学系の生データから画像データを抽出するプログラムや、生体組織内の物体の位置関係を抽出するプログラムを作成し、生体組織内部情報を抽出する系を順次作成中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

もっと困難が予想された新規光学系の設計について、目処が立ったため。またこれが困難になった場合も既存の実験光学系で少なくともOCT画像に対する情報処理が出来るようなデータ抽出が可能になっているため。

Strategy for Future Research Activity

新規光学系を構築する。
既存の実験光学系および作成した光学系を用いて、ファントム、動物サンプル、ヒトサンプルを用いてOCTと内視鏡
画像の取得を行い、深部情報として着目すべき内容を抽出し、は後処理で重ね合わせが出来るようにプログラム開発を行い、その後リアルタイムかを試みる。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

新規光学系の設計が完了し、構築中であるが、この支払いがまだ完了していないため。
新規光学系の構築とともに使用が進む予定である。