狭帯域照明・カメラ連動による診断・手術支援システムの開発

使用窄带照明和相机联动开发诊断/手术支持系统

• 批准号: 19J12957
• 负责人: 倉渕 瑶子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12957/
• 关键词: 皮弁壊死モデル; 早期検出; 分光反射率; マルチバンド解析; LED; 手術照明; 分光画像; 皮膚皮弁; 血液酸素飽和度; 分光分布可変照明

本研究では、光源とカラーカメラを組み合わせることにより、疾患領域を定量的に検出することを目的とした、光源スペクトル設計と画像処理による定量的な検出に関する検討を行った。適用対象として、皮弁壊死の早期検出を設定し、動脈結紮による阻血性壊死、静脈結紮によるうっ血性壊死を対象として検証を行った。当該年度においては、昨年度に蓄積した皮弁壊死ラットモデルの作成知見に基づき、データ収集を行った。データ収集では、ラットの腹部皮弁を挙上し、栄養血管のうち動脈または静脈を結紮したモデルを作成し、ハイパースペクトルカメラによる分光反射率の取得を行った。これらの計測により、結紮直後から壊死に至るまでの経時的な色調変化を分光反射率により観察した。提案システムの初期検討として、阻血モデルの分光反射率から皮弁壊死を早期検出可能な光源スペクトルの設計とシミュレーションによる壊死領域検出能力向上度合いの評価を行った。早期検出度合いを評価するため、取得データのうち栄養血管結紮時から3時間経過した際の取得信号を評価対象として設定した。本実験では72時間経過時の画像を壊死領域判定の基準として使用した。提案システム評価により、一定の壊死領域検出能力向上の可能性が示されたため、実空間内での信号取得と取得信号を用いた壊死領域検出実験を行った。信号取得に当たっては、スペクトル変調可能な自作光源システムと汎用的なカラーカメラを組み合わせて実施した。動脈結紮モデルと静脈結紮モデルそれぞれ2例ずつから取得した分光反射率より算出した光源スペクトルを、各対象2例ずつに対して照射し、信号取得を行い、壊死領域検出をした。その結果阻血モデル、うっ血モデルにともに壊死領域委検出感度が向上した。以上のことから、提案システムでは壊死の早期段階であっても従来光源下と比較して壊死領域を高精度に検出可能であることを確認した。

This study で は, light sources と カ ラ ー カ メ ラ を group み close わ せ る こ と に よ り を, sickness, field quantitative に 検 out す る こ と を purpose と し た, light sources ス ペ ク ト ル design と portraits 処 に よ る quantitative な 検 out に masato す る 検 line for を っ た. Used as と seaborne し て, leather chemical 壊 early death の 検 を set し, artery ligation に よ る resistance hemorrhagic 壊 die, vein ligation に よ る う っ hemorrhagic 壊 die を like と seaborne し て 検 line card を っ た. When the annual に お い て は, yesterday's annual に accumulation し た leather chemical 壊 die ラ ッ ト モ デ ル の consummate knowledge に base づ き, デ ー タ 収 row っ を た. デ ー タ 収 set で は, ラ ッ ト の abdominal skin chemical を 挙 し, tech students.their ownship raise blood vessels の う ち artery ま た を は vein ligation し た モ デ ル を し, consummate ハ イ パ ー ス ペ ク ト ル カ メ ラ に よ る spectral reflectance の を row っ た. こ れ ら の measuring に よ り, straight after ligation of か ら 壊 に to death る ま で の な tonal variations of the 経 を spectral reflectance に よ り 観 examine し た. Beg と proposal シ ス テ ム の early 検 し て, blood モ デ ル の spectral reflectance か ら leather chemical 壊 early death を 検 な potential source ス ペ ク ト ル の design と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る 壊 die field 検 out capacity up to spend together い の review 価 を line っ た. Early 検 outdegree close い を review 価 す る た め, get デ ー タ の う ち tech students.their ownship when raising blood vessel ligation か ら 3 time 経 し た interstate の obtain signal を review 価 like と seaborne し て set し た. After 72 hours of time elapsed, the <s:1> portrait を壊 death zone determination <s:1> benchmark と て て uses <s:1> た. Proposal シ ス テ ム review 価 に よ り, certain の 壊 die field 検 out ability が の possibility and shown up さ れ た た め, be space で の signals have と have を with い た 壊 die field 検 out be 験 を line っ た. Signal obtained に when た っ て は, ス ペ ク ト ル - adjustable may な self as a light source シ ス テ ム と of universal な カ ラ ー カ メ ラ を group み close わ せ て be applied し た. Artery ligation モ デ ル と vein ligation モ デ ル そ れ ぞ れ 2 cases ず つ か ら obtain し た spectral reflectance よ り calculate し た light ス ペ ク ト ル を, like 2 cases of seaborne ず つ に し seaborne て irradiation し を row, signal い, 壊 die field 検 を し た. そ の results resistance blood モ デ ル, う っ blood モ デ ル に と も に 壊 dead area appoint 検 out sensitivity が upward し た. Above の こ と か ら, proposal シ ス テ ム で は 壊 early death の Duan Jie で あ っ て も 従 と compared to light し て を 壊 die field and high precision に 検 makes possible で あ る こ と を confirm し た.

项目成果

皮弁壊死領域早期診断のための狭帯域光源・カラーカメラ連動システム設計

皮瓣坏死早期诊断窄带光源/彩色相机联锁系统设计

• 发表时间: 2020
• 作者: 倉渕瑶子;中野和也;大西峻;秋田新介;羽石秀昭
• 通讯作者: 羽石秀昭

遊離皮弁壊死の分光解析による早期検出支援に向けた強調光源の設計

设计增强光源以支持通过光谱分析早期检测游离皮瓣坏死

• 发表时间: 2019
• 作者: 倉渕瑶子;中野和也;大西峻;秋田新介;羽石秀昭
• 通讯作者: 羽石秀昭

Design of a system combining narrow band illuminants and a color camera for early diagnosis of skin flap necrosis

• DOI: 10.1117/12.2576782
• 发表时间: 2021-03
• 作者: Yoko Kurabuchi;Kazuya Nakano;T. Ohnishi;T. Nakaguchi;Shinsuke Akita;M. Hauta-Kasari;H. Haneishi

東フィンランド大学(フィンランド)

东芬兰大学（芬兰）

Evaluation of the optimized surgical illuminant for enhancement of blood oxygen saturation

优化手术光源增强血氧饱和度的评价

• 发表时间: 2020
• 作者: Yoko Kurabuchi;Kazuya Nakano;Takashi Ohnishi;Toshiya Nakaguchi;Markku Hauta-Kasari;Hideaki Haneishi
• 通讯作者: Hideaki Haneishi