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Establishment of a Projection System to Assist Surgeries Aiming for Symmetry

Research Project

Project/Area Number 21K09808
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

Miyawaki Takeshi  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70246445)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
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)
Keywords鼻中隔外鼻形成術 / 変形外鼻手術 / グリッドプロジェクショントポグラフィー / GPT / Augmented Reality / AR / Topography / 人体計測学 / 立体形状評価 / 斜鼻変形 / 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 / Mixed Reality / MR / 左右対称性
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。

Outline of Final Research Achievements

We developed a small projector using Grid Projection Topography (GPT) technology and explored its applications in safety evaluation and nasal reconstruction surgery. We confirmed that the temperature rise of the small projector, rated at 100 lumens, remained within the safe range and demonstrated that GPT-based three-dimensional shape evaluation correlates highly with actual deviations. However, the development of the projector did not reach commercialization due to exceeding standard values in electromagnetic wave tests. Subsequently, we developed a dedicated smartphone application and achieved partial practical implementation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Grid Projection Topographyは格子状画像を斜め方向から投影し、正面から観察することで等高線上の像が得られ、立体形状を把握する技術である。本研究で、この技術が実体の立体形状を正確に反映していることを実証した。制作したスマートフォンアプリケーションを用いて、ワイヤレスに簡便に行うことが可能となった。これにより、外鼻形成、顔面手術、乳房手術など、様々な立体的形成が重要となる手術にも応用可能であり、医療現場での手術精度と患者満足度の向上に貢献する可能性が示された。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] 投稿論文 工夫 鼻中隔外鼻形成術-鼻中隔軟骨尾側部の再建方法-2024

    • Author(s)
      竹内 直子、山住 彩織、森山 壮、海老原 央、柳 徳浩、鄭 雅誠、鴻 信義、宮脇 剛司
    • Journal Title

      形成外科

      Volume: 67 Issue: 2 Pages: 206-215

    • DOI

      10.18916/keisei.2024020021

    • ISSN
      0021-5228
    • Year and Date
      2024-02-10
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Lecture Projection Based AR技術の手術への応用2023

    • Author(s)
      赤石 渉
    • Journal Title

      臨床整形外科

      Volume: 58 Issue: 12 Pages: 1499-1503

    • DOI

      10.11477/mf.1408202856

    • ISSN
      0557-0433, 1882-1286
    • Year and Date
      2023-12-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Grid Projcetion Topographyを用いた斜鼻変形定量化の試み2024

    • Author(s)
      赤石 渉、中山 栞菜、大島 沙織、竹内 直子、森山 壮、宮脇 剛司
    • Organizer
      第67回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 鼻中隔外鼻形成の基本手技2024

    • Author(s)
      宮脇剛司
    • Organizer
      第67回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Projection based AR技術の手術への応用と医工連携によるプロジェクター開発2023

    • Author(s)
      赤石渉、宮脇剛司、坊英明、永峯佑二、西村礼司、湯川充人、前田和洋、斎藤充
    • Organizer
      第66回日本手外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 鼻すじと鼻詰まりを治す ー鼻中隔外鼻形成術ー2023

    • Author(s)
      宮脇剛司
    • Organizer
      第66回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Projection based AR syetemの形成外科手術への応用と課題2022

    • Author(s)
      赤石渉
    • Organizer
      第32回日本シミュレーション外科学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ARを簡便に ー医工連携による小型プロジェクター開発2022

    • Author(s)
      赤石渉
    • Organizer
      第65回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 鼻中隔軟骨尾側端の前鼻棘への固定法について2022

    • Author(s)
      宮脇剛司
    • Organizer
      第65回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ARを簡便に-医工連携による小型プロジェクター開発2022

    • Author(s)
      赤石渉
    • Organizer
      第65回日本形成外科学会総会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プロジェクションマッピングによる手外科手術支援の精度評価2022

    • Author(s)
      赤石渉
    • Organizer
      第65回日本手外科学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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