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言語解析による手術書からの仮想手術環境の自動構築

Research Project

Project/Area Number 18659148
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical sociology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

黒田 嘉宏  Osaka University, 基礎工学研究科, 助教 (30402837)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹村 匡正  京都大学, 医学部附属病院, 講師 (40362496)
黒田 知宏  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10304156)
中尾 恵  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (10362526)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords言語処理 / 医用バーチャルリアリティ / 医学教育 / 手術シミュレーション
Research Abstract

手術シミュレータを実用化するうえで、手術主義や手術情景(シーン)をコンピュータ上で表現し、実時間で高精度な物理計算を行うための工夫が必要となる。
ある手術を知識として実現するために、暗黙知を前提とした言語情報としての手術手順書とVR環境が共有できる概念構造(オントロジー)が必要になる。本研究では、手術手順に対して医用VR環境と手術手順書が共通にもつ概念構造を分析し、手術VRオントロジの構築を試みた。また、SVMを用いた分類により、限られた条件下ではあるが手術手順書からの手術プロセス、シーンの抽出が可能であることが確認された。また、XMLで記述された手術シナリオに基づくVRシミュレーションを個々の計算機環境で実施した際のパフォーマンスを計測する方法として手術シミュレーション用ベンチマークを構築した。実験の結果、従来のベンチマークソフトの結果とは高い相関が得られなかったことから、手術シミュレーション独自のベンチマークが必要であることが示唆された。
多くの臓器を同時に扱う大規模な医用シミュレーションを実時間で達成するためには、扱う臓器モデルと計算精度を動的に調整し、少ない計算資源を有効に利用する手法が必要である。本研究では、メッシュの空間分解能を可能な限り高く維持しつつ、弾性値を集約してメッシュに適用する手法を提案した。実験の結果、線形関数と対数関数を混合した関数を用いた場合に最も集約の効果が大きくなることが判明した。
以上より、手術VRシミュレーション環境構築に必要な基盤技術の調査、試作を実施し、課題の明確化と一部解決策の提示を行うことができた。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Haptic Rate for Surgical Manipulations with Fingers and Instruments2008

    • Author(s)
      Yoshihiro Kuroda, Megumi Nakao, Tomohiro Kuroda, Osamu Oshiro
    • Journal Title

      Stud Health Technol Inform Vol.132

      Pages: 230-232

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asynchronous Teaching of Psychomotor Skills Through VR Annotations: Evaluation in Digital Rectal Examination2008

    • Author(s)
      Mikko Rissanen, Naoto Kume, Yoshihiro Kuroda, Tomohiro Kuroda, Koji Yoshimura, Hiroyuki Yoshihara
    • Journal Title

      Stud Health Technol Inform Vol.132

      Pages: 411-416

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of Application Level Speculative Operation on Distributed System for Haptic VR Simulation of Invasive Operation2007

    • Author(s)
      Naoto Kume, Yoshihiro Kuroda, Megumi Nakao, Tomohiro Kuroda, Hiroyuki Yoshihara, Shinichiro Mori, Shinji Tomita
    • Journal Title

      International Joumal of Computer Assisted Radiology and surgery Vol.2,No.1

      Pages: 179-180

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 手術手順書からの知識抽出による教育用手術VR環境の要件抽出2006

    • Author(s)
      竹村匡正, 黒田嘉宏, 粂直人, 岡本和也, 堀健太, 中尾惠, 黒田知宏, 吉原博幸
    • Journal Title

      医療情報学 25・6

      Pages: 457-462

    • NAID

      10022604268

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 多指力覚提示装置を用いた臓器圧排シミュレータに関する研究2006

    • Author(s)
      黒田嘉宏, 平井真, 中尾惠, 佐藤寿彦, 黒田知宏, 長瀬啓介, 吉原博幸
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌 11・4

      Pages: 515-525

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 外科手術教育を目的とした注釈つきVRシミュレーション記録の研究-力のかけ方の実時間可視化における利点の評価-2006

    • Author(s)
      ミッコ・リッサネン, 黒田嘉宏, 中尾惠, 粂直人, 黒田知宏, 長瀬啓介, 吉原博幸
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌 11・4

      Pages: 527-536

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 力覚呈示を行う医療VRのための計算量削減方法の開発2007

    • Author(s)
      川崎正幸, 粂直人, 黒田嘉宏, 竹村匡正, 黒田知宏, 長瀬啓介, 吉原博幸
    • Organizer
      医療情報学連合大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2007-11-25
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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