2016 Fiscal Year Research-status Report
医師とセンサの協調によるGPU高速化腎臓腹腔鏡手術ナビゲータの構築
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15K00291
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
大西 克彦 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 准教授 (20359855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
登尾 啓史 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (10198616)
小枝 正直 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 准教授 (10411232)
山口 哲 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (30397773)
小川 修 京都大学, 医学研究科, 教授 (90260611)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 腎手術支援システム / 腎臓CGモデル / 重畳表示 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的である，安全で正確な腎臓癌（腎腫瘍）摘出のための腹腔鏡手術支援システム構築のために，昨年度作成したプロトタイプシステムを利用した検証をさらに進めた．
プロトタイプシステムでは，MRIで事前に取得したデータを基に作成した腎臓CGモデルを腹腔鏡カメラによって表示される実際の臓器に重畳して表示し，患部周辺の血管位置などを把握するための術中ナビゲーション支援を行った．腎臓CGモデルは，血管や臓器など各構成要素に分けて作成しており，術中においても任意の構成要素の表示／非表示機能や，半透明表示機能などの表示方法について検証した．
検証では，実際の手術中にシステムを利用し，医師には実カメラ映像とは別の映像として生成された重畳表示画像を提示した．カメラや臓器の移動に伴って変更される実際の臓器に対して，腎臓CGモデルの表示位置を変更する位置合わせは，カメラ画像を基にした画像処理と，執刀医とは別の医師によるCGモデルの操作によって行った．その結果，システムの有用性や課題について検証できた．
また，プロトタイプシステムで利用している腎臓CGモデルと実際の臓器の位置合わせ手法は，カメラ画像を基に行っていたが，さらに位置合わせ手法の精度向上のため，腹腔鏡カメラの根元に付けたマーカを3Dデジタイザで認識し，計測されたカメラ先端の位置姿勢を利用する手法についても検討し，模擬実験環境でその精度について検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的となる医師の認識能力とコンピュータの情報処理能力の長所を融合したシステム実現のための課題進捗は順調に進んでいるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
術中ナビゲーション支援では，切除前の患部と周囲の血管や臓器などの術野の環境把握が主な目的であることから，腎臓CGモデルと実腎臓との重畳表示手法における位置合わせ手法のさらなる精度向上のための検討を行う．
実カメラからの画像情報を用いた重畳手法については，新たなアルゴリズムを検討する．さらに，カメラの位置姿勢情報を利用した手法との融合についても検討する．
また，表示される腎臓CGモデルについても現在利用しているSTLモデルでは細部の表示が簡略化されるなどの課題があるため，別のモデルによる表示手法についても検討する．
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| Causes of Carryover |
当初計画していた手法とは異なる手法での課題解決を進めることが可能であったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度において新たな課題解決のための調査検討と実施のための必要な物品などに充てる．
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[Presentation] Augmented Reality Navigation System for Robot-Assisted Laparoscopic Partial Nephrectomy2017
Author(s)
Atsushi Sengiku, Masanao Koeda, Atsuro Sawada, Jin Kono, Naoki Terada, Toshinari Yamasaki, Kiminori Mizushino, Takahiro Kunii, Katsuhiko Onishi, Hiroshi Noborio and Osamu Ogawa
Organizer
the 19th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2017)
Place of Presentation
Vancouver, Canada
Year and Date
2017-07-09 – 2017-07-14
Int'l Joint Research
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[Presentation] Image Overlay Support with 3DCG Organ Model for Robot-Assisted Laparoscopic Partial Nephrectomy2016
Author(s)
Masanao Koeda, Kiminori Mizushino, Katsuhiko Onishi, Hiroshi Noborio, Takahiro Kunii, Masatoshi Kayaki, Atsushi Sengiku, Atsuro Sawada, Takeshi Yoshikawa, Yoshiyuki Matsui, Osamu Ogawa
Organizer
the 18th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2016)
Place of Presentation
Toronto, Canada
Year and Date
2016-07-17 – 2016-07-22
Int'l Joint Research
