2018 Fiscal Year Annual Research Report
Computerized Evaluation of Pulmonary Function based on the Rib and Diaphragm motion by Dynamic Chest Radiography
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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| Project/Area Number |
17H05286
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 利恵 金沢大学, 保健学系, 准教授 (40361985)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 画像 / X線 / 放射線 / 情報工学 / 生理学 / 医学物理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，胸部領域の筋・骨格・臓器・組織の動態機能の中でも，呼吸機能と密接な関係のある肋骨を含めた胸郭運動ならびに横隔膜運動に注目した．その動態機能の理解と評価を可能にする画像解析法を開発するために，今年度は「横隔膜運動の理解：正常な胸郭・横隔膜運動のパターン化と異常な胸郭・横隔膜運動の特徴ならびに肺野内濃度変化との関連の検証」に取り組んだ．
対象は，基礎疾患として慢性閉塞性肺疾患（COPD），間質性肺炎，肺線維症，気管支喘息，気胸，肺癌，心不全，脊椎側弯症などを有する125症例（2015年12月～2017年10月に撮影，うち60症例は肺葉切除等の手術前後で撮影）ならびに，豚の無気肺モデル（6匹）とした．管電圧120 kV，パルス線量4.0 mAs/pulse，撮影レート15 fps，撮影距離2.0mにて，呼吸過程を10秒間撮影し，合計150枚のX線動画像を取得した．今回は新たに深層学習を用いた胸部X線動画像のための肺セグメンテーション技術を開発し，呼吸による肺面積変化や変化率を解析項目に加えた．臨床研究では，肺面積変化や変化率と肺機能（肺活量）との間に高い相関があることを確認した．また，肺機能障害を肺面積変化量の減少として検出できることを明らかにした．さらに，肺葉切除症例については切除部位と手術前後変化の関連を検証し，術後の経過観察における横隔膜運動計測の有用性を示す結果を得た．豚の無気肺モデルを対象とした動物実験では，異常肺の横隔膜・胸郭運動が健側肺に比べて有意に減少することを確認した．これらの研究成果を国内外の学会で発表し，英語論文2本として公開した．さらに本研究の成果の一部を実用化につなげた．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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