| 研究課題/領域番号 |
17K10350
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
冨永 循哉 東北大学, 医学系研究科, 講師 (20375067)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 牽引性気管支拡張 / 間質性肺炎 / 定量評価 |
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| 研究実績の概要 |
牽引性気管支拡張を評価する上で、CTで撮像したDICOMデータより、気管支を抽出する必要がある。その際に、閾値設定法による普及型のソフトScan IP（Simpleware Software/JSOL）を用いた。更に、自作の気管支対応付けアルゴリズムを開発し、同一症例の異なる時期の気管支の対応付けを行った。具体的には、同一症例の異なる時期のCTのDICOMデータから、閾値を設定して気腔を抽出し、トラッキング法を用いて、気管に連なる気管支樹を抽出する。次いで、気管支対応付けアルゴリズムを用いて、異なる時期の同一気管支をマッチングさせ、それぞれの区間の平均断面積と曲率を比較できるように併記してExcel fileにデータ出力を行った。
以上のように、CTのDICOMデータから気管支を抽出し、気道拡張と曲率の経時的変化を再現性があり、客観的に評価するシステムを構築した。
実際の臨床研究に関しては、すでに収集済みの対象症例に関して、気管支抽出と対応付けアルゴリズムを用い、6例の解析を終了している。
今回、その他の症例の解析に着手したが、多くの症例で蜂巣肺といった背景肺の異常所見が妨げとなり、気管支の抽出が困難であった。そこで、Persistent Homologyを応用し、蜂巣肺などの気管支抽出の妨げとなる構造を取り除くアルゴリズムを作成することを次の目標とした。現在、種々のサンプル画像を対象に、Persistent Homology用いて、様々な異常所見をどのように認識させるか検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
多くの症例で気管支の抽出が困難であり、これを解決するため、Persistent Homologyを応用したアルゴリズムを開発する方針とした。そのためには、Persistent Homology用いて、様々な異常所見をどのように認識させるか検討する必要が生じた。この問題点を解決しながら研究を進めているため、当初の計画よりも遅延した状況となっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、臨床研究として、「線維性間質性肺炎急性増悪における牽引性気管支拡張の数学的評価」（公立陶生病院呼吸器・アレルギー疾患内科と共同研究）と「急性呼吸促拍症候群における数学的パラメータを用いた気道拡張の変化と予後の関連」（済生会熊本病院呼吸器内科と共同研究）が進行中であり、すでに、前者研究課題に関しては、6例の解析が終了している。今後、Persistent Homologyを応用した気道抽出アルゴリズムを開発した後、残りの症例に関して気道を適切に抽出し、解析作業を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現在、Persistent Homologyを応用した気道抽出アルゴリズムを開発中である。そのため、画像評価のために備品として使用予定のディスクトップPC及びノート型PCの購入を差し控えている。今後、対象症例数が増加して、解析の効率を上げる必要性が生じた状況で、これら備品を購入する予定である。
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