研究者業績
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1論文
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Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference 2021 1593-1596 2021年11月In clinical practice, bowel sounds are often used to assess bowel motility. However, the diagnosis differs depending on the literature because diagnoses have been based on empirically established criteria. To establish diagnostic criteria, researching the mechanism of bowel-sound occurrence is necessary. In this study, based on simultaneously measured X-ray fluoroscopy and bowel sounds, correlation and Granger causality among bowel movement, luminal content movement, and abdominal sound were estimated. The results supported our hypothesis that the bowel moves luminal contents and luminal contents generate abdominal sounds.
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JOURNAL OF MEDICAL IMAGING AND HEALTH INFORMATICS 3(1) 101-106 2013年3月 査読有り
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Journal of Medical Imaging and Health Informatics 1(1) 13-20 2011年 査読有り
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JOURNAL OF BIOMEDICAL OPTICS 15(5) 056019 2010年9月 査読有りComputed virtual chromoendoscopy with flexible spectral imaging color enhancement (FICE) is a new dyeless imaging technique that enhances mucosal and vascular patterns. However, a method for selecting a suitable wavelength for a particular condition has not been established. The aim of this study is to evaluate the color difference method for quality assessment of FICE images of the intrapapillary capillary loop in magnifying endoscopy for esophageal squamous cell carcinoma. The color difference between 60 microvessels and background mucosa observed using the magnifying endoscope was 8.31 +/- 2.84 SD under white light and 12.26 +/- 3.14 (p = 0.0031), 11.70 +/- 4.49 (p = 0.0106), and 17.49 +/- 5.40 (p < 0.0001) in FICE modes A, B, and C, respectively. The visibility scores for microvessels observed by medical students were 6.00 +/- 1.12 points under white light and 11.1 +/- 2.25 (p < 0.0001), 8.65 +/- 2.06 (p = 0.0001), and 12.55 +/- 2.56 (p < 0.0001) in FICE modes A, B, and C, respectively. Furthermore, the measurement of color difference was correlated with the visibility score assigned by medical students (Pearson's correlation coefficient = 0.583, p < 0.0001) In conclusion, the color difference method corresponds to human vision and is an appropriate method for evaluation of endoscopic images. (C) 2010 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. [DOI: 10.1117/1.3502666]
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JOURNAL OF ENDOUROLOGY 24(4) 521-524 2010年4月 査読有りObjective: For novice surgeons, successful laparoscopic radical nephrectomy depends on the treatment of the renal vessels, and the use of computed tomography assists in navigation during the surgery. Methods: To navigate during surgery, three-dimensional volume-rendered images of the renal vessels, kidneys, and surrounding organs were created intraoperatively by the surgeon using an image-processing application. A surgeon adjusted the angle of view and the size of the images according to surgical views during the operation, using a wireless mouse enclosed in a sterilized bag. These images were simultaneously fused onto live video using image-capture software. Results: Novice surgeons easily constructed the augmented reality images intraoperatively and were able to successfully treat the renal vessels. Conclusion: The combination of three-dimensional computed tomography volume-rendered images with live video is a valuable navigation system for use intraoperatively.
MISC
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Dynamic Band Imaging Method : An Image Enhancement Method for Endoscopic Diagnosis (イメージ・メディア・クオリティ)電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(275) 19-24 2014年10月24日In this study we propose an endoscopic image enhancement technique named dynamic band imaging (DBI) which temporally changes color conversion matrix. DBI is based on the estimation of multi-spectral band images to enhance the endoscopic color images in order to distinguish the slight color difference of early-stage cancer more clearly. Since this method can be implemented by only using software approach, it is easy to upgrade the devices whereas narrow band technique requires hardware upgrading. From the results of fundamental analysis by subjective evaluations, DBI represents the effectiveness for image enhancement in comparison with the typical still image evaluation. Besides we have developed a user interface to determine six parameters of this method easily. By using this device, appropriate parameters for practical endoscopic diagnosis have been obtained. DBI is found as the new effective method to enhance color endoscopic images.
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千葉医学雑誌 89(4) 21-27 2013年8月【目的】分光推定技術を応用した内視鏡画像処理の有用性を検証する。【方法】上部消化管内視鏡検査で得られた画像に対し,Wiener推定法で胃粘膜病変の分光特性を推定し,得られたデータを基に波長400nm〜700nmの範囲で5nm毎に単波長画像を作成。粘膜表層の変化を反映すると考えられる,500nm付近の3波長画像にRGBを割り付け,擬似的にカラー画像を合成する。(1)合成した画像を,原画像とインジゴカルミン散布像と比較し評価する。(2)この技術を実装した内視鏡システムを用い,上部消化管スクリーニング検査を実施。検査時間,生検率,病変発見率の変化を検討する。【結果】(1)原画像を0.0,インジゴカルミン散布像を1.0としたQuality Distanceでは,分光推定画像は0.64であり,原画像に比べ病変の視認性が向上した。(2)スクリーニングでの生検率は15.6%から16.5%に,groupIII以上の病変発見率は0.19%から0.37%にそれぞれ上がったが,検査時間に変化はなかった。【考察】可視光のうち短波長側(400-500nm)の光は,粘膜表層で反射される。この波長で得られた情報を強調すると,粘膜表層の変化が認識しやすくなる。本法を用いた画像処理は,波長組み合わせの自由度が高く,短波長側の情報を用いながら比較的明るい画像を合成することが可能であり,NBIの様に特殊フィルターを必要とせず,システムへの実装も容易である。よりスクリーニングに適した画像処理と考えられる。【結論】分光推定技術を応用した内視鏡画像処理は,病変の視認性を向上させる。また,上部消化管スクリーニングにおいて,検査時間に影響を与えず,効率的な生検が可能となることが示唆される。(著者抄録)
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Japanese Journal of Applied Physics 52(7,Issue 2) 07HF20.1-07HF20.5 2013年7月25日
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IEEE International Ultrasonics Symposium 2013 Vol.2 840-843 2013年
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IEEE International Ultrasonics Symposium 2013 Vol.1 393-396 2013年
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電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波 112(366) 17-21 2012年12月11日肝RFA治療は,超音波によりリアルタイムに臓器内部状態を観察しながら,体表からの穿刺により病変組織の焼灼を行う低侵襲な手技である.この時使用される超音波像は主に二次元画像であり,描出される断層以外の組織構造情報は得られない.そのため,描出されていない領域において血管等を損傷してしまう危険性がある.そこで本研究では,超音波診断装置で取得した肝臓のボリュームデータから血管部を抽出し,点群表示により三次元空間へと配置するとともに,穿刺針の先端を基準とした視点をシミュレートして術者へと提示する方法を開発した.これにより,穿刺領域における周辺情報を容易に認識することが可能となり,より安全な穿刺治療を行うことが可能となる.
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Japanese journal of applied physics : JJAP 51(7) 07GF04-1-8 2012年7月
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Jpn J Endorol 25(1) 89-96 2012年4月近年鏡視手術の普及にともない，手術の精度を上げる術中ナビゲーション技術も発達してきた．このような技術を支えるものとしてパーソナルコンピュータ（PC）の担う役割は大きい．医用画像情報処理の発達と通信プロトコルの統一規格であるDICOM，およびこれをもちいたComputed tomography（CT）画像処理ソフトウェアであるOsiriXの公開は手術治療においても3DCTの利用を加速していると思われる．われわれはOsiriXによる3DCT画像を腹腔鏡画像に重ねるソフトウェアを作成し，術者の術中マウス操作によるナビゲーションを行った．本稿ではわれわれの手法を紹介し，背景にあるPCの医療介入事例について歴史的に概説を試みた．
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Japanese journal of Endourology 25(1) 89-96 2012年4月1日近年鏡視手術の普及にともない，手術の精度を上げる術中ナビゲーション技術も発達してきた．このような技術を支えるものとしてパーソナルコンピュータ（PC）の担う役割は大きい．医用画像情報処理の発達と通信プロトコルの統一規格であるDICOM，およびこれをもちいたComputed tomography（CT）画像処理ソフトウェアであるOsiriXの公開は手術治療においても3DCTの利用を加速していると思われる．われわれはOsiriXによる3DCT画像を腹腔鏡画像に重ねるソフトウェアを作成し，術者の術中マウス操作によるナビゲーションを行った．本稿ではわれわれの手法を紹介し，背景にあるPCの医療介入事例について歴史的に概説を試みた．
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IEEE International Ultrasonics Symposium 2011 Vol.3 2273-2276 2011年12月1日In this study, a multi modality fusion imaging technique was proposed for guiding a new laparoscopic surgery method. This new method was evaluated during a phantom experiment. An advantage of this new laparoscopic surgery method is that the internal structures can be imaged during surgery using ultrasonic diagnostic equipment. This method can display the internal organ structure by overlaying a three dimensional (3-D) ultrasonic image over a 3-D laparoscopic image. The registration of the 3-D images is performed by registering the surface of the target organ which is found in the two 3-D images. In the 3-D laparoscopic image, the surface shape of the target organ is reconstructed from two 2-D laparoscopic images. In the 3-D ultrasonic image, the internal structure and the surface shape of the target organ are directly reconstructed from volumetric ultrasonic image acquired by US diagnostic equipment. Results obtained using the proposed method on tissue mimicking phantoms led to a registration accuracy of 9.72+/-3.79 mm. The total processing time was 3.2 min on a personal computer (Xeon processor, 3-GHz CPU). The structural information obtained from our method permit to visualize target organs during laparoscopic surgery. © 2011 IEEE.
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超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 32 135-136 2011年11月8日
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JOURNAL OF ENDOUROLOGY 25 A2-A2 2011年11月
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電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界 94(11) 836-845 2011年11月1日腹腔鏡手術は開腹手術に比べ切開創が小さいことなどから低侵襲な手技であるが,腹腔鏡の映像を頼りに行うために手技の難易度が高い.腹腔鏡手術の新しい試みとして,近年では腹腔内を液体で満たした状態で手技を行う研究が進められている.腹腔内を液体で満たすことにより水温と水圧が臓器に与える影響については今後の検討課題となっているが,現状で考えられるメリットとしては術中に体表から超音波診断装置によって腹腔内を観察することができることが挙げられている.そこで本研究では,組織内部情報をリアルタイムで表示可能な超音波診断装置を使用し,術中の腹腔鏡による臓器表面光学情報と超音波診断装置による内部超音波情報との重畳表示を行う手術支援システムを提案する.提案システムでは,光学系と超音波系において臓器表面情報を取得し,表面形状をもとに両モダリティ間の位置合せを行い,重畳表示を行う.生体を模して作成したファントムを用いて手法の検証を行った結果,光学像と超音波像の臓器表面形状の位置合せ結果は2.10mm±1.74mmの誤差を有し,最終的な重畳表示までに要する処理時間は4分程度であった.
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日本ミニマム創泌尿器内視鏡外科学会雑誌 3(1) 87-89 2011年7月31日
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電子情報通信学会技術研究報告 110(364(MI2010 81-123)) 63-67 2011年1月12日肝癌の治療法として超音波画像ガイド下でのRFA治療が注目されている.その際に術前に取得したCTデータ等を参照画像として表示し,治療の支援をするシステムが開発され商用化されている.しかし,このシステムでは撮影時の体位の違い等による臓器の変形は考慮されていない.そこで我々は参照画像を術中の超音波画像に対して非線形位置合わせをすることで,治療時の臓器形状に合わせた参照画像を術者に提示する手法を提案する.本報告では,その基礎検討としてRFA治療前後に撮影した2つのCTデータを用いて非線形位置合わせの有効性を確認した.
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電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 110(364) 63-67 2011年1月12日肝癌の治療法として超音波画像ガイド下でのRFA治療が注目されている.その際に術前に取得したCTデータ等を参照画像として表示し,治療の支援をするシステムが開発され商用化されている.しかし,このシステムでは撮影時の体位の違い等による臓器の変形は考慮されていない.そこで我々は参照画像を術中の超音波画像に対して非線形位置合わせをすることで,治療時の臓器形状に合わせた参照画像を術者に提示する手法を提案する.本報告では,その基礎検討としてRFA治療前後に撮影した2つのCTデータを用いて非線形位置合わせの有効性を確認した.
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IEEE International Ultrasonics Symposium 2010 Vol.2 1412-1415 2010年12月1日The probability density function (PDF) of the echo signal envelope is animportant factor for ultrasound tissue characterization (TC). Fibrotic tissue isinhomogeneous; therefore, its envelope PDF cannot be accurately modeled by asingle PDF. Additionally, some regions have variable scatterer densities. Inorder to detect and characterize the fibrotic liver quantitatively, we examinedthe relationship between the scatterer distribution and the PDF of echoenvelopes of inhomogeneous scattering media using computer simulations. Then,the analysis parameters in the simulated fiber tissue were successfully used tocharacterize fibrosis in clinical data sets. © 2010 IEEE.
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Journal of Imaging Science and Technology 52 0505051-0505057 2008年9月1日In this study the authors propose an endoscopic image enhancement technique named dynamic band imaging (DBI) which temporally changes the color conversion matrix. DBI is based on the estimation of multispectral band images to enhance the endoscopic color images in order to distinguish the slight color difference of early stage cancer more clearly. Since this method can be implemented by using only a software approach, it is easy to upgrade the devices, whereas the narrow band technique requires hardware upgrading. From the results of fundamental analysis by subjective evaluations, the effectiveness of DBI for image enhancement in comparison with the typical still image evaluation is demonstrated. In addition the authors have developed a user intertace to determine the six required parameters of this method easily. By using this device, appropriate parameters for practical endoscopic diagnosis have been obtained. DBI is found to be a new, effective method to enhance color endoscopic images. © 2008 Society for Imaging Science and Technology.
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日本消化器外科学会雑誌 41(7) 2008年7月1日
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千葉大学フロンティアメディカル工学研究開発センター年報 5 73-80 2007年本センターは医療の更なる進展のため,診断,治療,機能回復,脳機能解析など多岐にわたる分野で共同研究,学際的な研究が行われている.本工房室では各研究分野,医学部付属病院,企業とともにその試作物を製作している.ここでは平成19年度に製作したソフトウェア及びハードウエアの試作物を紹介する.
共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2014年4月 - 2015年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2015年 - 2015年