臓器立体画像を用いた人口現実感を伴う解剖教育シミュレータの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05680169
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 若松 秀俊 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40014237)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 影井 清一郎 横浜国立大学, 工学部, 教授 (20017966)
• Keywords: 立体画像表示 / 立体視切除 / 人工現実感 / 切除抵抗感 / フォースディスプレイ / 解剖シミュレータ

Research Abstract

昨年度は立体視に関する技術の完成度を高めるとともに,立体視切除に用いる模擬手術用具を充実させることができた。同時に,抗力実現のための基礎的な研究もほぼ予定通り行うことができた。しかしながら,弾性体を実際の手術用具により種々の速度で切断するときの抗力の発生機序を十分には解明できなかったので,本年度はこれを明らかにするとともに抗力を指先に実際にフィードバックし得るフォースディスプレイ装置の製作に着手した。そのために,3次元脳画像の立体視切除の際に,解剖時のインディケータを含め抗力実現のためのハードウェアの開発とソフトウェアの完成を目指して,まず,コンピュータからの指令で空間の任意の方向に抗力を発生し,これを手術用具に伝える電子機器装置を開発した。つぎに,画像として構成した仮想物体を立体視しながら上記の手術用具と電子機器装置からなるフォースディスプレイシステムを用いてこれを切断し,その結果を瞬時に画像合成するための処理システムを開発した。また,切除に関する情報により脳のホログラムを高速合成し,もとの空間に脳画像の映写を可能にする準備として切除用具の移動時に際し,現実の3次元座標および用具に働く抗力を同時に検知しながら,空間に映写されたホログラムとの位置関係が定まるように方法を試みた。なお,来年度はこれまでに確立した技術を駆使して,人間の脳解剖に関する教育支援システムの実用化に関する研究を行う。具体的には解剖教育のために,大型ディスプレイ装置を用いて立体視した脳画像を,現実感をもって切除できるシステムを開発する。この際,区分けした領域を色分けしてディスプレイし,脳解剖の理解を容易にする。また用途によって大まかな解剖図から詳しい部分的な解剖図を選択的に作成可能なソフトウェアを開発する。さらに,外科手術シミュレータとして,切除不可能な部分や生命維持に不可欠な部分,例えば神経や血管などへの侵襲禁止の警報を発するような装置を開発する。

Research Products

• [Publications] 若松,桑野,須田: "ニューラルネットワークを用いた制御法則の自動選択による眼球運動模擬システム" 電気学会論文誌C. 114-C. 1024-1030 (1994)
• [Publications] 高原,若松,宮里,石田: "プログラマブル人工呼吸装置を用いた肺胞気炭酸ガス濃度の自動制御" 医用電子と生体工学. 32. 173-179 (1994)
• [Publications] 若松秀俊: "立体視画像の切断システム-三次元切除デバイスの開発と切断感覚の実現" 画像ラボ. 5. 25-31 (1994)
• [Publications] 嘉本,若松,影井: "プログラマブル人工呼吸器による階層型ファジィ制御" 電気学会全国大会論文集. 4. 22-23 (1994)
• [Publications] 高原健爾,若松秀俊: "異なるサンプリング周期の下での適応同定" 電気学会全国大会論文集. 13. 41-42 (1994)
• [Publications] 若松秀俊,山本博美: "痴呆性徘徊老人の電子識別・保護システムとそのネットワーク化" 日本エム・イ-学会研究会. 32. 158 (1994)