| Project/Area Number |
22K07703
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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 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
長谷川 浩章 国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 講師 (20420218)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | X線CT / CT透視 / 空間散乱線量分布 / 線量管理 / 拡張現実 / 複合現実 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、CT-IVR（Computed tomography interventional radiology）従事者の被ばくを低減するべく、CT-IVRにて多用されるCT透視法を使用した場合に、最適なX線照射位相を術者が選択することができるような線量管理支援システムの開発を行う。当該システムは実空間への散乱線量分布の重畳ホログラム表示を用いて複合現実環境上に実装する。さらに、術者に対して逐一正確に線量情報をフィードバックが可能なシステムが実現できているかを含めて、人間工学的な観点から開発されたシステムの妥当性・有用性について基礎的な性能評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は実空間への空間散乱線量分布の重畳ホログラム投影表示のためのハードウェアの開発を行った。ハードウェアとしては、操作用スマートフォンに拡張現実の実装用に使用される眼鏡型デバイスを有線接続する構成とした。開発にはUnityを使用し、眼鏡型デバイスを動作させるための開発キットを操作用スマートフォンに導入した。空間散乱線量分布の表示に関わる条件設定は、空間散乱線量分布が記述されたファイルを操作用スマートフォンに転送し、当該ファイルをユーザインターフェイスにおいて設定した仮想現実の表示条件を反映して表示されるようにした。空間散乱線量分布の数値情報については、モンテカルロ計算コードであるPHITSを用いて空間散乱線量分布を取得することとしている。CT装置の寸法から3次元領域体系を構築し、管電圧120kVにおけるX線スペクトルを用いて散乱線の発生状況について、比較的PCにおける演算負荷が少ない程度に抑えて簡易的に算出し、空間散乱線量分布の表示確認に用いた。開発初期において、拡張現実の実装には2次元マーカ機能の使用が必須であり、かつ3次元的整合性に大きく影響することが判明したため、仮想現実表示の準備として眼鏡型デバイスのカメラが事前に登録した任意のマーカを捉えられるような設定を行うことから開始した。次に、実空間に設置されたマーカの位置および角度を仮想空間の起点として捉えられるようにした。拡張現実マーカのよりも広い空間を扱う必要があるため、年度内に3次元的整合性の観点から複数の拡張現実マーカの認識が可能とするところまで実装した。
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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
2023年は実空間への空間散乱線量分布の重畳ホログラム投影表示のためのハードウェアの開発を行った。拡張現実用のマーカ機能の実装が開発の中心的な作業となった。理由としては、拡張現実マーカのよりも大きいCT室空間を扱う必要があるため、拡張現実マーカの微小な角度のずれがCT室空間内における立体像の表示位置に大きく影響する可能性が生じたためである。空間散乱線量分布の表示においては、CT装置周辺のみでは不十分であり、CT室空間の全体を仮想現実表示系の対象とする必要がある。当該影響に対する対策として、位置ずれ補正の精度を保証するために複数個のマーカを使用することによって、座標系の角度の精度を高めた。ただし、拡張現実表示の避けられない事象として実空間に対する3次元的整合性が挙げられる。CT室内には整備用備品等が保管されおり、拡張現実上の画像認識性は担保されている。したがって、3次元的整合性については特段に支障となるような事項でないと考え、進捗状況としては順調に遂行できていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度では眼鏡型デバイスを使用した複合現実による線量情報可視化システムの開発を継続的して取り組む。実空間に対する空間散乱線量分布の実空間に対する3次元的整合性の精度について、複数個の拡張現実マーカを使用することで解決の見通しが立っているが、CT装置およびCT室全体との視覚的な整合性について引き続き精度の向上を検討する予定である。仮想現実マーカの配置を工夫することで、CT装置の設置環境に依存しない空間散乱線量分布の仮想現実表示を目指す。X線照射位相方向毎の空間散乱線量分布の選択（X線照射条件の選択を含む）・積算履歴表示・表示色の設定等が行えるように、種々の仮想現実の表示条件に対して柔軟に対応が可能なインターフェイスを操作用スマートフォンにおいて実装する予定である。加えて、仮想現実の表示方法についても、空間散乱線量分布が視認しやすい表示方法を検討する必要がある。実際に眼鏡型デバイスを装着した状態での評価が行えるように、倫理的配慮に万全を期しながら手続きを進める。
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