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

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670716
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伊藤 壽一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (90176339)
• 研究分担者: 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), 准教授 (10303827) ; 平海 晴一 岩手医科大学, 医学部, 講師 (10374167)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 画像診断 / 光コヒーレンストモグラフィー / 内視鏡

研究実績の概要

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、その決定は慎重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。
光コヒーレンストモグラフィー（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。
昨年度、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。
本年度は、昨年度設計したOCT内視鏡システムについて、アダプタを作成し、内視鏡とともに光学系を実装した。またファントムを作成し、OCT画像を取得してOCT Info像に変換するためのプログラムを設計した。
モデル動物として嗅覚障害モデルマウスを作成し、OCTを用いて嗅覚機能評価を行うための実証実験を行った。また、マウス蝸牛の内部構造から病的形態の情報を抽出するプログラムを作成した。

研究成果

• [学会発表] 光コヒーレンストモグラフィー (OCT)を用いた内耳画像診断 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本達則, 十名洋介, 田浦晶子, 中川隆之, 伊藤壽一
  • 学会等名: 第73回めまい平衡医学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Nondestructive Observation of the Vestibular Systems of Slc26a4 K.O. Mice Using Optical Coherence Tomography (OCT) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto T, Tona Y, Taura A, Nakagawa T, Ito J
  • 学会等名: Inner Ear Biology Workshop 2014 in Kyoto
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-04
• [学会発表] 光コヒーレンストモグラフィー(OCT)を用いた 耳石器の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本達則, 十名洋介, 田浦晶子, 中川隆之, 伊藤壽一
  • 学会等名: 第24回日本耳科学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟市）
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-18
• [学会発表] Visualization of Maculae and Membranous Semicircular Ducts in the Otic Capsule by Optical Coherence Tomography (OCT) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto T, Tona Y, Nakagawa T, Ito J
  • 学会等名: AAO-HNSF Annual Meeting
  • 発表場所: Orlando, U.S.
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-24
• [学会発表] Visualization of the internal structures of the inner ear by optical coherence tomography (OCT) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto T, Tona Y, Nakagawa T, Ito J
  • 学会等名: 15th KOREA JAPAN Joint Meeting of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-04-04 – 2014-04-06