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田中, 利恵 ; Tanaka, Rie
概要:
金沢大学医薬保健研究域保健学系<br />本研究では，胸部領域の筋・骨格・臓器・組織の動態機能の中でも，呼吸機能と密接な関係のある肋骨を含めた胸郭運動に注目した．その動態機能の理解と評価を可能にする画像解析法を開発するために，今年度は下記（
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4）～（5）に取り組んだ．(4) 正常な胸郭運動の理解と異常な胸郭運動の特徴抽出(5) 胸郭運動評価のためのCADシステム開発対象は，本学附属病院の呼吸器内科/外科・整形外科を受診した患者である．基礎疾患として，慢性閉塞性肺疾患（COPD），間質性肺炎，肺線維症，気管支喘息，気胸，肺癌，心不全，脊椎側弯症などを有する．本研究では，先行研究で取得した129症例の胸部X線動画像を解析対象とした．管電圧110 kV，管電流80 mA，パルス幅6.3 msec，フレームレート5 fps，撮影距離1.5 mにて，呼吸過程を5～10秒間撮影した，合計50枚のX線動画像から成る．前年度作成した(1) 骨X線動画像ならびに (2) 胸郭運動の定量解析プログラムを用いて，正常症例の胸郭運動を検証した．その結果，正常な胸郭運動は，左右対称でかつ横隔膜運動に同調する動きを示すことを明らかにした．一方，呼吸器疾患症例や肺癌術後症例では，左右対称性ならびに横隔膜運動との同調性が低下することを確認した．正常パターンからの逸脱を根拠に，異常な胸郭運動を検出できる可能性がある．疾患ごとに十分な数の症例が集まっていないため，(5)は初期検討段階に留まったが，研究期間内に肺葉切除の術後症例を中心に，新規で150症例のデータを収集できた．これらの症例を対象とした更なる検討が今後の課題である．<br />研究課題/領域番号:15H01113, 研究期間(年度):2015-04-01 – 2017-03-31
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田中, 利恵 ; Tanaka, Rie
概要:
金沢大学医薬保健研究域保健学系<br />本研究では，胸部領域の筋・骨格・臓器・組織の動態機能の中でも，呼吸機能と密接な関係のある肋骨を含めた胸郭運動ならびに横隔膜運動に注目した．その動態機能の理解と評価を可能にする画像解析法を開発するため
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に，今年度は「横隔膜運動の理解：正常な胸郭・横隔膜運動のパターン化と異常な胸郭・横隔膜運動の特徴ならびに肺野内濃度変化との関連の検証」に取り組んだ．対象は，基礎疾患として慢性閉塞性肺疾患（COPD），間質性肺炎，肺線維症，気管支喘息，気胸，肺癌，心不全，脊椎側弯症などを有する125症例（2015年12月～2017年10月に撮影，うち60症例は肺葉切除等の手術前後で撮影）ならびに，豚の無気肺モデル（6匹）とした．管電圧120 kV，パルス線量4.0 mAs/pulse，撮影レート15 fps，撮影距離2.0mにて，呼吸過程を10秒間撮影し，合計150枚のX線動画像を取得した．今回は新たに深層学習を用いた胸部X線動画像のための肺セグメンテーション技術を開発し，呼吸による肺面積変化や変化率を解析項目に加えた．臨床研究では，肺面積変化や変化率と肺機能（肺活量）との間に高い相関があることを確認した．また，肺機能障害を肺面積変化量の減少として検出できることを明らかにした．さらに，肺葉切除症例については切除部位と手術前後変化の関連を検証し，術後の経過観察における横隔膜運動計測の有用性を示す結果を得た．豚の無気肺モデルを対象とした動物実験では，異常肺の横隔膜・胸郭運動が健側肺に比べて有意に減少することを確認した．これらの研究成果を国内外の学会で発表し，英語論文2本として公開した．さらに本研究の成果の一部を実用化につなげた．<br />研究課題/領域番号:17H05286, 研究期間(年度):2017-04-01 – 2019-03-31<br />出典：研究課題「X線動画イメージングによる胸郭・横隔膜運動ならびに肺機能評価の試み」課題番号17H05286（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-17H05286/）を加工して作成
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