左右対称性を求める手術を支援するプロジェクションシステムの確立
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21K09808
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
宮脇 剛司 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70246445)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮野 千草 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40868402)
赤石 渉 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (50815488)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | Augumented Reality / プロジェクションマッピング / プロジェクター / Projection based AR / Augmented Reality / AR / Mixed Reality / MR / 変形外鼻手術 / 左右対称性 |
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| Outline of Research at the Start |
我々はプロジェクションマッピング技術を利用したARシステムの開発に取り組んできた。その過程で開発したLaser Projection Topography（以下L P T）はリアルタイムかつ簡便な立体形状の評価方法であり、左右対称性を可視化することができる。
本研究は申請者らが開発したL P Tを用いて、体表面の立体形状を客観的に評価し、左右対称性が求められる手術（外鼻形成、乳房再建、臀部形成、眼瞼手術など）の技術向上・L P Tの普及を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
左右対称性を求めるプロジェクションシステムは、変形外鼻手術を主な対象として開発を開始した。手術シミュレーション、3次元形状のセンシング、術前、術 中、術後のプロジェクションが主な構成要素となる。本年度は既にこれまで考案した簡易な手術支援法であるGrid Projection Topograhy(以下GPT)法を主目的 としたプロジェクター開発を行なった。GPT法は、格子状の画像を斜め方向から投影し、正面から観察することで光切断効果により、等高線様の像を得て観察者 が3次元形状を認知しやすくする方法である。 株式会社ジャパンメディカルカンパニーの、小型プロジェクターとコンピューター、一定の角度で投影を行うためのセンサー類を接続した実証機を作成し、その 後製品化のための試作機を作成した。 これらの機材の安全性評価として、100lm級のプロジェクターを複数機種用い、一定距離を離した上で照度と温度を計測する試験を実施した。いずれも初期温度 のまま定常状態となり、温度上昇は認めず、安全性は高いと考えられた。試作機は市販化に向けてElectro-Magnetic Compatibility(EMC)試験を行った。水平 方向で52.8db、垂直方向で62.0dbのノイズが観測され、これは基準値のおよそ1000倍以上の値となった。原因は組み込みプロジェクターと基盤を接続するパラレ ルケーブルであり、基盤および組み込みプロジェクターの完全再設計が必要であることが判明した。 徒手的な位置あわせ(キャリブレーション)でのプロジェクションマッピングがどの程度の正確性があるかの検証を、骨組織の投影に関して、手の3D透過モデ ルを用いて検証を行った。40箇所への投影点の計測において、中央値で5-6mm程度の誤差が生じた。
GP Tの精度を評価するためにCTのデータと３Dプリンターで作成したモデルにGPTを行ったもので
外鼻形態の評価を行ったが、良好な相関を得ることがわかった。
以上の知見に関して、それぞれ学会発表を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プロジェクターの開発は遅延しているが、良好なデータが得られており、論文かの見込みが立っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果を論文で報告する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
