| 研究領域 | 医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
26108009
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
木戸 尚治 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90314814)
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| 研究分担者 |
木村 浩彦 福井大学, 医学部, 教授 (10242596)
法木 左近 福井大学, 医学部, 准教授 (30228374)
稲井 邦博 福井大学, 医学部, 講師 (30313745)
金 亨燮 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80295005)
平野 靖 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90324459)
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| 研究期間 (年度) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| キーワード | 多元計算解剖 / 計算解剖 / 診断支援 / オートプシーイメージング / データベース |
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| 研究実績の概要 |
本計画班の目的は領域内各計画班と連携し，計算解剖学の多元化による基礎数理や基盤技術に基づいた多元計算解剖モデルを利用して構築した画像診断支援システムの臨床展開を行うことである．
多元計算解剖モデルでは，空間軸，時間軸，機能軸，病理軸の4軸に基づく多元的なデータを取り扱うことを可能とすることが必要である．本計画班では，肺解剖構造のシームレスな解析を目的として，従来のCT画像に加えてミクロやマクロの病理画像やマイクロCTなどを解析対象とすることで，スケールの異なる画像における構造の把握をおこなう．本年度はまず，伸展固定肺標本を用いたマイクロCTで画像データを収集するための予備的検討をおこなった．伸展固定肺標本は福井大学の伊藤春海特任教授に協力・提供していただいた．また，マイクロCTの撮影は名古屋大学の森研究室の設備協力によりおこないデータの収集をおこなう．さらに，肺の表面構造も構造解析には重要であるので，本年度購入した3Dスキャナを用いた伸展固定肺標本表面のデータ収集を開始した．
時間軸方向の多元的データとしては，死亡時画像診断のデータ収集を行っているが，本年度購入した3Dスキャナを用いて，屍体や剖検された肝臓などの撮影をおこないデータ収集を開始した．このようなデータはこれまで収集されてこなかったデータであり，学術的価値があると考えられる．
診断支援に関しては，びまん性肺疾患のコンピュータ支援診断（CAD）システムの研究・開発をおこなった．本年度は新しい試みとしてDeep learningを用いた手法やびまん性肺疾患に対する類似画像検索の検討をおこなった．また，経時差分画像を用いた肺結節検出CADに関する研究をおこなった．死亡時画像診断に対する診断支援としては臓器テクスチャにより死亡時からの経過時間の推定をおこなうCADの検討をおこない，かなりよい相関を示すことができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は，多元計算解剖モデルを構築するための，多様なモダリティのデータ収集に関する検討をおこない，この検討に基づきデータの収集を開始した．
時間軸や病理軸に関しては，伸展固定肺標本を用いたマクロやミクロの病理画像の収集やマイクロCT画像の収集に関する基礎的な検討を開始した．また，今まであまり注目されていなかった表面構造に着目して３Dスキャナを購入し，伸展固定肺標本の表面構造のスキャンをおこないデータの収集を開始した．一方，時間軸に関しては，3Dスキャナを用いた屍体や剖検臓器のデータの収集を開始した．
また，診断支援に関する研究に関しても，びまん性肺疾患診断や肺結節診断などの生体画像に対するCADや死亡経過時間の推定などの死亡時画像に対するCADの両方においておおむね妥当な進展をみることができた．
これらのことより，本計画班の現在までの達成度は，おおむね順調に進展していると判断される．
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度までの成果に基づき， 以下のような課題に取り組む予定である．
マイクロCTを用いた伸展固定肺標本撮影：肺解剖構造解析には，radiologic-pathologic correlationが重要であるが，radiologic（CT画像）とpathologic（顕微鏡画像）には乖離がある．マイクロCTによりその空間軸的なギャップを補完し，肺解剖構造のシームレスな空間的理解を可能とする．また，びまん性肺疾患研究の第一人者である福井大学の伊藤春海特任教授にご参加いただいて，びまん性肺疾患の伸展固定肺標本を対象として，病理軸に関する解析も計画している．本研究では，山口大学や福井大学だけでなく，A01農工大，A02名古屋大学とも共同で研究をおこなう予定にしている．
死亡時（死後）画像症例の収集：時間軸に沿った多元計算解剖モデルの構築をめざして，生前と死亡時（死後）画像症例の収集をおこなう．ミニブタを用いて収集したデータと福井大学や千葉大学から提供された症例から，CT画像を用いた臓器テクスチャによる死後経過時間の推定の可能性が示されており，さらに多くの症例評価により，ロバストな死後経過時間推定を可能とすることを目的とする．また，東海大学の長谷川先生に協力をいただき，死後一定時間ごとに撮影されたCT画像症例の収集をおこない，死後経過時間に基づく解析を進めて行く予定である．本研究はA01農工大やA01名古屋工大と共同で研究を進める予定である．
3Dスキャナを用いた伸展固定肺や人体の表面形状データ収集と解析：現在，人体や臓器の表面に着目した画像データ収集はあまりおこなわれていないが，本研究では，これらの表面構造に着目して，3Dスキャナを用いたデータ収集をおこなう．さらに，これらの画像データとCT画像のレジストレーションにより，解剖構造の理解を深め，CADに有用な情報を提供することをめざす．
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