2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of kidney laparoscopic surgery navigator with GPU acceleration by cooperation of physician and sensor
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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, 准教授 (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 | 腹腔鏡手術 / カメラ位置姿勢推定 / マーカトラッキング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的となる，視野が狭く技術的難度の高い腹腔鏡下手術において，医師が癌組織の全体像を把握し安全かつ正確に腫瘍を摘出できるための腹腔鏡手術支援システムを実現するためには，コンピュータに腹腔鏡カメラの位置姿勢を認識させる手法の検討が最も重要な課題となる．そのため，これまで実カメラからの画像情報に基づいたカメラの位置姿勢推定と，この手法に基づいた仮想腎臓モデルと実腎臓モデルとの重畳表示手法を利用した医師の介在が可能な支援システムについて検討し，実際の症例での試行を実施してきた．
最終年度では，腹腔鏡カメラの位置姿勢推定精度のさらなる向上を図るために腹腔鏡カメラの端に付与したマーカによりカメラ先端の位置と姿勢を算出し，それに基づき3Dモデルを重畳表示する手法を検討した．具体的には，マーカ形状および腹腔鏡カメラに取り付けるマーカ位置を検討し，マーカ貼付台を作成した．さらにマーカからカメラ先端の位置姿勢を推定するために検討したアルゴリズムを実装した試作システムを作成した．試作システムを用いて模擬手術環境にて位置姿勢精度を計測した結果，一定の有用性を確認できた．この結果については，国内の学会でも発表し，今後の課題解決の方向性を検討するうえで大いに参考になるご意見を頂くことができた．また，昨年度までの内容についても学外に発表することができた．
今後はさらに，腹腔鏡カメラの画像情報に基づくカメラの位置姿勢推定手法についてもアルゴリズムの改良を進めており，今後の研究の展開によってはこれらの手法を融合したさらに高精度な位置姿勢推定手法など新たな課題を進めて行くことで，本研究で実現した腹腔鏡手術支援システムのさらなる可能性が期待できる．
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