2015 Fiscal Year Research-status Report
画像認識による新しい3次元動作追跡法を用いた3D内視鏡手術教育システムの開発
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15K01330
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
金治 新悟 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (10637052)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
角 泰雄 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 特命准教授 (00529521)
中村 哲 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (10403247)
掛地 吉弘 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80284488)
大竹 義人 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (80349563)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コンピュータ外科学 / 3D内視鏡 / 腹腔鏡トレーニング / 画像認識による３次元動作追跡法 / 反射用マーカーによる３次元動作追跡法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，3-Dimensional (以下，3D) 内視鏡において立体視の有用性を示し，器具先端の画像認識による3次元動作追跡法を開発することを目的とする。さらに画像認識を用いた手術操作の3次元軌跡データから教育システムを構築する。具体的には，3D内視鏡を用いて立体視が手術操作にもたらす有用性を，3Dモニターでの器具先端の操作軌跡距離が2D に比べて短いことで明らかする。3次元動作追跡法として画像認識を用いる新しい方法を開発し，この追跡精度が反射用マーカーを用いる従来の方法に対して劣らないことを検証する。さらに，手術器具先端を画像認識することで3次元動作追跡し，術者ごとの手術操作を3D軌跡データとしてデータベース化する。これにより，熟練者による模範モデルを確立し，3D 内視鏡手術の新しい教育システムを開発する。
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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
トレーニングボックスの実験にて3Dモニターでの器具先端操作軌跡距離が2D モニターに比べて短いことを明らかした（論文投稿中）。さらに，鉗子先端の画像認識による3次元動作追跡法のアルゴリズムを開発することができた。実際の手術映像に本アルゴリズムを使用するにあたり，基礎実験を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
トレーニングボックスにおいて反射用マーカー法で鉗子先端の3次元動作解析を行った画像データを用いて，画像認識による鉗子先端の動作追跡を行う。Annotationと機械学習を行うことで，画像認識を用いた3次元動作追跡法の精度を調整する。従来の反射用マーカー認識法の追跡精度と同等，もしくはそれ以上のレベルで，トレーニングボックスでの画像認識を用いた3次元動作追跡法を確立させる。
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| Causes of Carryover |
購入機器の価格の値下げによるもの。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の実験器具の作成に使用する。
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] Segmentation of Surgical Instruments from RGB-D Endoscopic Images using Convolutional Neural Networks: Preliminary Experiments towards Quantitative Skill Assessment.2016
Author(s)
Hiasa, Y., Suzuki, Y., Reiter, A., Otake, Y., Nishi, M., Harada, H., Koyama, K., Kanaji, S., Kakeji, Y., Sato, Y.
Organizer
生体医用画像研究会第 3 回若手発表会
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2016-03-12 – 2016-03-12
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