| Project/Area Number |
23K07083
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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 | Okayama University |
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Principal Investigator |
松井 裕輔 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (50614351)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
諸岡 健一 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80323806)
平木 隆夫 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (50423322)
櫻井 淳 岡山大学, 大学病院, 教授 (30444657)
吉尾 浩太郎 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (70623297)
冨田 晃司 岡山大学, 大学病院, 助教 (10823883)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 複合現実 / 拡張現実 / 画像下治療 / IVR |
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| Outline of Research at the Start |
複合現実の技術によって仮想臓器モデルを現実空間の患者に重ね、体内の臓器位置を体外から可視化すれば、がんの画像ガイド下治療における針穿刺に活用できる。しかし、現実空間の患者臓器は呼吸に伴って移動するのに対し、仮想空間の臓器モデルは静止しているため、現実の臓器と仮想臓器モデルの位置のずれが生じるという問題があり、これが複合現実を針穿刺に応用する上での障壁となっている。本研究では、現実の患者臓器の呼吸性移動に連動して仮想空間上の臓器も移動する複合現実システムの開発を行い、その精度を検証する。このシステムの開発により、複合現実を使用した画像ガイド下治療の臨床実装を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、がんの画像ガイド下治療を複合現実を用いて支援するシステムの開発を行っている。複合現実の臨床応用において大きな障壁となるのが、臓器の呼吸性移動による位置ずれである。これを克服するため、現実空間における臓器の呼吸性移動に連動して、仮想空間上の臓器モデルが常に正確な位置に移動する複合現実技術を開発している。本年度は、320列CT装置を用いて撮像したCTデータを利用して作成した3D仮想腎臓モデルを現実空間に重畳表示し、体表に貼付したマーカーと連動して移動させるプログラムの開発を行った。開発環境にはUnityとVisual studioを使用した。マーカーとしてはExactrac CT Body Markerを使用し、3点のマーカーの重心を取ることにより、マーカーの位置に連動して現実空間上に重畳表示した仮想臓器が移動するプログラムを作成した。これを用いて、複合現実用ヘッドマウントディスプレイを用いて現実空間に重畳表示した仮想腎臓モデルがマーカーに連動して移動することを実証した。今後、呼吸性移動に対応した仮想臓器の位置移動を実装するプログラム開発へと進む予定であるが、その前提として静止状態において仮想空間と現実空間における臓器位置が完全に一致していることが求められる。そのため、現実空間のマーカーと仮想空間のマーカーの座標位置をより精密に一致させる必要がある。現段階では、光学式トラッキング装置（Polaris）を使用して被験者体表に貼付した現実空間のマーカーの位置検出および仮想空間のマーカーとの位置合わせを精緻に行うための検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでに、仮想臓器モデルの現実空間への重畳表示およびマーカーと連動した位置移動を実現した。一方、呼吸性移動との同期を実現するには、体表に貼付した実際のマーカーと、そのマーカーに相当する仮想空間内のマーカーの位置合わせを高精度に実現する必要があり、そのための検討を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、現実空間と仮想空間のマーカー位置の一致精度を向上させた上で、自由呼吸下CTのデータから作成された仮想腎臓モデルを、各呼吸相ごとに実際の呼吸タイミングに同期させて仮想空間内の対応位置にリアルタイムに出力することを目指す。
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