2017 Fiscal Year Annual Research Report
A Study on sparse modeling of organ deformation and physical characteristics for intraoperative guidance
| Project/Area Number |
15H03032
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
中尾 恵 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (10362526)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 哲也 京都大学, 情報学研究科, 教授 (00209561)
浦西 友樹 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533738)
黒田 知宏 京都大学, 医学研究科, 教授 (10304156)
佐藤 寿彦 京都大学, 医学研究科, 准教授 (40388822)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 臓器変形 / コンピュータビジョン / スパースモデリング / 手術支援 / ロボット手術 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，外科手術で扱われる形態・力学情報のスパース性に着眼した臓器変形・力学特性のスパースモデリング理論の構築と時系列画像に基づくマーカーレス局所変位計測・推定方法の開発に大別される．本年度は臓器変形対応型の拡張内視鏡手術支援システムの試作へ向けて、臓器のスパース変形推定アルゴリズムの開発と評価に関する以下の (8)～(10)の研究課題に取り組んだ．
(8) 臓器変形に対応した腫瘍位置の実時間可視化方法の開発：臓器変形推定アルゴリズムに基づいて推定された臓器局所変位と術前に取得された三次元CT/MRI画像に基づいて，変形を反映した臓器外形と腫瘍のボリューム可視化を達成するアルゴリズム及びソフトウェアを開発した．
(9) 弾性体試料・摘出臓器を用いた臓器変形推定アルゴリズムの検証・評価：本研究では，臓器内部構造を含めた局所変位の可視化を目的としており，その推定精度の検証が重要である． 3Dプリンティングによって形状・内部構造が自明の弾性体試料を数種類設計・製作した．加えてブタの摘出臓器も活用した変形データを1例収集し、開発アルゴリズムによる変形推定精度を確認した．
(10) 臓器変形・切除AR手術ナビゲーションシステムの設計：開発してきた臓器変形ベースプログラムを呼吸器外科における手術プロセスに合わせて拡張及びカスタマイズし，術中変形・切除をシミュレート可能な手術支援システムを設計した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
呼吸器外科や肝胆膵移植外科との連携により動物実験データの蓄積を開始している．実験システムの構築も進んでおり，計画書に挙げた研究課題についてそれぞれ一定の成果が得られている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
最終年度では開発アルゴリズムを実装した試作システムの構築と，動物及び臨床データの両方を用いた変形推定精度の検証を予定しており，学会発表や論文化を含めて研究を総括する．
|
