内視鏡ナビゲーションシステム

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480263
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田村 進一 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30029540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉木 康博 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (10273690) ; 加藤 天美 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (00233776) ; 佐藤 嘉信 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (70243219) ; 濱 裕光 大阪市立大学, 工学部, 教授 (20047377)
• Keywords: 体内位置決め / 超音波 / 内視鏡 / X線透視 / 3次元位置センサー / トランスジューサ

Research Abstract

従来の仮想ナビゲーションではなく、実・体内ナビゲーションを支援するシステムを構築し、内視鏡検査や内視鏡手術を支援するシステムを開発した。
超音波方式の実験では、超音波プローブを水中に設置し、離れた位置にある超音波トランスジューサから超音波プローブに同期したマーカー用超音波を発射し、それを超音波プローブでキャッチし、市販超音波診断装置のモニター画像上にマーカーとして表示・計測した。水中で肉片を用いた実験を行った結果、絶対位置決め精度は3.13+-1.13mmを確認した。
一方、磁気方式に関しては、光磁気ハイブリッドセンサーの開発を行い、内視鏡把持部は精度の良い光学式センサーで3次元位置決めを行うとともに、体内に入る内視鏡先端部は磁気式センサーで位置計測を行った。その際、位置計測用に加えて磁場歪み計測用の磁気センサーを設けるとともに、センサー間の計測タイミングのずれ補正(ソフト的同期化)を行うことにより、位置決め精度を従来法の14.7mmから1.96mm向上させることができた。さらに、内視鏡でよく使用される斜視鏡の校正法を開発した。これに磁気ハイブリッドセンサーを装着して豚体内内視鏡の位置決めを行った。また、求められた位置と斜視鏡の内部パラメータをもとに、撮影された内視鏡画像の位置決めができることを確認した。さらに、現場での校正の容易さ、追随遅れ時間の短縮などにつき、改良を行った。

Research Products

• [Publications] 平野雅嗣: "内視鏡ナビゲーションのための体腔内超音波プローブ位置決め精度検証"Med.Imag.Tech. vol.18, No.5. 735-739 (2000)
• [Publications] Shinichi Tamura: "Intra-body three-dimensional position sensor for an ultrasound endoscope"IEEE Trans on Biomedical Engineering. vol.49, No.10. 1187-1194 (2002)
• [Publications] 中田和久: "光磁気ハイブリッド方式による磁気式3次元位置センサの簡便迅速な磁気ひずみ補正法"信学論D-II. vol.J87-D-II. 302-312 (2004)
• [Publications] 山口鉄藏: "斜視内視鏡のカメラモデルとキャリブレーション法の開発"信学論D-II. vol.J87-D-II. 313-324 (2004)