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ヒト皮膚毛細管動静脈ループの血流動態と血管形状の非侵襲・高時空間解像度解析

对人体皮肤毛细血管动静脉环中的血流动力学和血管形状进行非侵入性、高时空分辨率分析

基本信息

批准号：
17656068
负责人：
渡部正夫
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656068/
关键词：
micro circulation capillaroscopy nail fold vessel high speed digital video segmentation level set method

项目摘要

本研究の目的は,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに注目し,血流動態と血管形状の非侵襲・高時空間解像度解析を行うシステムを開発することである.まず,ヒト爪郭皮膚毛細管動静脈ループを観測するために,計測システムを構築した.特に,被写体から対物レンズまでの距離を固定し,被写体のブレを抑えるために光学アタッチメントの開発を行い,実用に耐えうることを確認した.また,高速度カメラで被写体を撮影し,画像のブレを抑制するためにシャッタースピードを上げる必要があるために光源の高光度が要求されるが,光源は熱源となるために過度の光量は被写体の熱損傷を引き起こす.光源・レンズ・光学系の設計・開発を行い,照射面積を大幅に減じ効率の向上を図った結果,鮮明な画像取得と被写体の低侵襲観察の相反する要求を満足させることに成功した.さらに,フレキシブルアームスタンドによりカメラを固定することにより,光軸に空間自由度を与えることに成功し,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに限定されない他の皮膚毛細血管,特に血管腫等の観察の臨床応用に適用可能であることを示した.得られた画像には,Matlabを用いて様々な画像処理を施すことにより画像強調を行い,生画像に比して格段の視認性を得られることを確認した.10μm程度の径を持つ細小動静脈管内を流れる赤血球,白血球および血漿の非定常挙動の観察に成功した.また,医療画像認識工学で用いられるレベルセット法を用い血管形状抽出を行い,形状(細小動静脈の径・走行角度・血管中心軸)を定量的に評価するプロセスを構築した.得られたデータにDual Slit法を用いて血流代表速度を求めることに成功した.

The purpose of this study is to develop a new method for analyzing blood flow dynamics and vascular shape in skin capillary vessels with high spatial resolution. The measurement system is constructed by measuring the capillary arteries and veins of the skin. In particular, the distance between the object and the object is fixed, and the object is opened, and the object is confirmed. High speed, high speed, high The design and development of light source and optical system greatly reduce the irradiation area, improve the efficiency, and achieve a clear image and a low invasion of the object. In addition, the optical axis space freedom is fixed, and the skin capillary artery vein is limited to other skin capillaries, especially hemangiomas, which may be applicable to clinical use. In order to obtain the image,Matlab was used to analyze the image processing. The image emphasis was performed. The visibility of the image was confirmed. The diameter of the image was 10 μm. The unsteady movement of red blood cells, white blood cells and plasma in the small blood vessels was successfully detected. The medical image recognition engineering is used to extract the shape of the blood vessel, and the shape (diameter, running angle, and central axis of the blood vessel) is quantitatively evaluated. The Dual Slit method is used to represent the velocity of blood flow.