手術可能な頭部3次元形状モデルと高速空間操作インタフェースの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480074
• Research Institution: Hiroshima City University
• Principal Investigator: 中村 泰明 広島市立大学, 情報科学部, 教授 (10264946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅野 洋 横浜市立大学, 医学部, 講師 (40244496) ; 古川 亮 広島市立大学, 情報科学部, 助手 (50295838) ; 内田 智之 広島市立大学, 情報科学部, 助教授 (70264934)
• Keywords: 三次元モデル / 仮想現実 / コンピュータグラフィックス / 画像処理 / CT画像 / 医療画像 / ボリュームレンダリング / 神経外科手術

Research Abstract

平成12年度に開発されたボリュームグラフィックスボードを購入し,汎用のPCにおいても,高機能ワークステーションと同程度のスピードでの描画性能を実現した.仮想的3次元空間中のオブジェクトに対する操作を実現するためには,メスと頭部表皮との交差判定や内部判定(以下,干渉チェックと呼ぶ)を高速に実現する必要がある.このためには,空間中のオブジェクトを効率的に管理し,距離に基づく検索を高速・確実に実行しなければならない.空間オブジェクトの管理と検索,さらにオブジェクトの時間的な変化の効率的管理方式として,PMD木というデータ構造を開発し,その性能評価を実施した.PMD木を用いることで,膨大な空間オブジェクトの時間的な変化や位置変化の履歴管理が可能であることを示した.また、触覚提示デバイスPHANTOMを用いた触覚フィードバック付切開シミュレーションのプロトタイプを開発した.さらに,CT画像や実写画像から変形可能な3次元モデルの作成方式に関する研究では,複数の実写画像と3次元地図から仮想3次元空間を構築し,その中をウォークスルーできるシステムの実現方式を提案した.さらに,オブジェクトをあらゆる方向から撮影することで,写真品質での変形可能な仮想オブジェクトを構築する方式を提案した.位置構造をもつグラフデータの表現と検索方式,パターンマッチング方式に関する研究を実施した.

Research Products

• [Publications] 出木原裕順, 中村泰明: "移動オブジェクトを管理する時空間データ構造"H13電学電子・情報・システム部門大会. 2. 599-604 (2001)
• [Publications] 木村公一, 中村泰明: "木構造による図面データのバージョン管理"第63回情処全大(後期). 3. 189-190 (2001)
• [Publications] H.Kamigouchi, Y.Nakamura: "Constructing 3D Virtual Environment Using Images and 2D Map"Proc. HCI International 2001. 2. 473-477 (2001)
• [Publications] R.Furukawa, H.Kawasaki, et al.: "Acquiring Bidirectional Texture Function for Image Synthesis of Deformed objects"Proc. ACCV2002. 622-627 (2001)
• [Publications] T.Shoudai, T.Uchida, et al.: "Polynomial Time Algorithms for Finding Unordered Tree Patterns with Internal Variables System"Proc. FCT01. 335-346 (2001)
• [Publications] T.Miyahara, T.Uchida, et al.: "Discovery of Frequent Tree Structured Patterns in Semistructure d Web Documents"Proc. PAKDD01. 47-52 (2001)