高速仮想気管支鏡とその応用機能の開発に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580826
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 名取 博 札幌医科大学, 医学部, 教授 (00102260)
• 研究分担者: 森 健策 名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 助教授 (10293664) ; 鳥脇 純一郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30023138) ; 三谷 正信 札幌医科大学, 医学部, 講師 (70200061)
• キーワード: 仮想現実 / 仮想化気管支鏡 / 仮想現実的内視鏡システム / 探索診断システム / 次世代画像診断支援システム / 自動診断 / 計算機診断 / 画像情報

研究概要

本研究の目的は胸部デジタル三次元CTデータに基づく気管支の気腔の鋳型を活用した仮想化気管支鏡による次世代診断支援システムを視野に入れた医用画像システムの研究を行うことにある。CTに通常装備されている仮想化気管支鏡プログラムは低速で機能が限定的なので、研究促進のツールとして一般的プラットフォーム上で稼動する高速・高機能なシステムを開発し、機能を検証した。
1.光学的実気管支鏡相当の観察速度と自由なナビゲーションシステムの構築:共同研究者の森、鳥脇らが開発したSGI社のスーパーコンピュータONYX2上で稼動するsurface rendering法による仮想化気管支鏡システムを用いて臨床例の三次元デジタルCTデータから自動抽出アルゴリズムにより気管・気管支を抽出した。ONYX2上では実気管支鏡と同程度以上の速さで探索が出来、先端的仮想化気管支鏡システムを実現できた。Intel Xeon 2.8GHz×2CPU, OpenGL対応三次元画像表示カードを備えたパーソナルコンピュータへのシステムの移植とプログラムの最適化により実気管支鏡に匹敵する高速なシステムを構築できた。
2.仮想化気管支内視鏡システムの検証:CTのDICOMデータを計算機処理できるツールを開発した。実気管支鏡の機能に対応して仮想化気管支鏡システムでは前進後退、上下左右への移動とローリング、実気管支鏡では不可能なJターンや気管支狭窄部位の通過等の自由な探索が可能であった。気管支樹の計算機知識により気管支口の名称を自動表示した。探索中に気管支口の名称を問い、コンピュータ上での回答の正否を表示する教育機能を実現できた。気管支樹の分岐構造の非典型例を少数分析したが、仮想化内視鏡の表示は亜々区域枝までの比較では実内視鏡と一致していた。Volume rendering法による仮想化気管支鏡を試作検証した。

研究成果

• [文献書誌] 高畠博嗣: "仮想化気管支鏡"臨床病理. 49巻4号. 352-355 (2001)
• [文献書誌] 名取 博: "僻地医療の支援対策としての画像通信"CADM News Letter. 34巻. 13-17 (2002)
• [文献書誌] H Natori: "Development of the function of the high speed virtualized bronchoscopy system and it's medical significance"European Radiology. 12巻増刊1号. B153 (2002)
• [文献書誌] 名取 博: "呼吸器病の体腔内走査超音波診断法"日本臨牀. 60巻増刊5号. 217-223 (2002)
• [文献書誌] 山口正人: "甲状腺結節の超音波所見に対するスコア化とその評価"超音波医学. 29巻増刊号. S451 (2002)
• [文献書誌] 吉田安子: "超音波像による子宮復古の観察-超音波断層法と触診法の比較-"超音波医学. 29巻増刊号. S447 (2002)
• [文献書誌] 名取 博: "超音波像の記録保存管理と臨床画像の提示環境"超音波医学. 29巻4号. J365 (2002)
• [文献書誌] Kensaku Mori: "Trackuig of a blonchoscope using epipolar geometry analysis and intensity-based image registration of real and virtual endoscopic images"Medical Image Analysis. 6巻9号. 321-336 (2002)
• [文献書誌] Hidetosi Inomata: "A hematoma of the esophagus causing the trachea to stenose"Emergency Radiology. 9巻. 113-115 (2002)
• [文献書誌] Takayuki Kitasaka: "A Method for Extraction of Bronchus REgions from 3D chest : X-ray CT images by analyzing structual features of the bronchus"From. 17巻. 321-338 (2002)
• [文献書誌] 鳥脇純一郎: "モデルとしての人体バーチャル空間とその探索"生体医工学. 16巻8号. 52-59 (2002)
• [文献書誌] 林雄一郎: "仮想化内視鏡システムにおける未提示領域の検出機能の開発"MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. 20巻5号. 562-571 (2002)