内視鏡手術シミュレーションシステムの操作手法及び操作装置の開発に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09558033
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 齋藤 豊文 名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 助教授 (40235057)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 健策 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (10293664) ; 末永 康仁 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60293643) ; 鳥脇 純一郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30023138)
• Keywords: 3次元画像処理 / 手術シミュレーション / 仮想化内視境 / コンピュータグラフィックス / バーチャルリアリティ / 弾性モデル / 人体ナビゲーション / 医用画像

Research Abstract

本研究の目的は上記の内視鏡手術シミュレーションシステムの開発である。
このシステムは手術計画立案、教育、患者への説明、等に利用可能なものを目指す。
(1)対象器官の抽出 画像からの臓器の分類として、肺領域、気管、欠陥などの自動抽出手法について開発を行った。また、対話型領域抽出手法として計算機画面上に表示された画像上をマウスにより指定することで直感的に対象領域を指定可能な手法の開発を行った。
(2)3次元像表示機能 複雑な臓器の形状及び各臓器の位置関係をわかり易く表示する。このために3次元位置入力装置とヘッドマウントディスプレイを利用した装置を製作し、評価を行った。表示方法は、サーフェス表示に加えて、ボリュームレンダリング手法を利用し、高速に表示するための検討を行った。また、2次元スライス像と3次元レンダリング画像を統合して観察可能なシステムを開発した。
(3)臓器の変形 胃領域について、弾性を考慮した変形可能モデルを構築し、切断、変形が行えるシステムを開発し、実際の切除標本との比較を行った。
(4)実内視鏡との位置合わせ 計算機により生成された仮想化内視鏡画像を利用して実際の内視鏡の位置を推定する手法を開発した。これにより、実内視鏡画像にさまざまな機能を付加することが可能になる。

Research Products

• [Publications] Takayuki KITASAKA: "Extraction of lung region from 3D chest X-ray CT images by using shape model information of lung"Proceedings of The 11th Scandinavian Conference on Image Analysis. 2. 841-848 (1999)
• [Publications] 石川 貴洋: "医用3次元濃淡画像の観察と診断のための次元シームレスな支援環境について"医用電子と生体工学. (印刷中). (2000)
• [Publications] 伊達 宣之: "3次元腹部CT像を用いた仮想胃展開像作成手法の改善"電子情報通信学会技術研究報告(医用画像). 99・583. 37-42 (2000)
• [Publications] 中島 弘倫: "医用内視鏡ナビゲーションシステム実現のための内視鏡カメラの動きの推定法"電子情報通信学会技術研究報告(医用画像). 99・583. 51-56 (2000)
• [Publications] Toyofumi SAITO: "A method for specifying three dimensional interested regions on volume rendered images and its evaluation for virtual endoscopy system"Proceedings of CARS. (印刷中). (2000)