2006 Fiscal Year Annual Research Report
偏角分光画像とCT画像の合成融合による穿刺トレーニングシステム開発
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16200037
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
三宅 洋一 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (70027895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津村 徳道 千葉大学, 工学部, 助教授 (00272344)
五十嵐 辰男 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (70302544)
下山 一郎 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (60115483)
林 秀樹 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (20312960)
中口 俊哉 千葉大学, 工学部, 助手 (20361412)
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| Keywords | 医工学 / 医師トレーニング / VR技術 / 偏角分光画像 / 分光画像 / 腹腔鏡手術 / 切開トレーニング / 臓器変形モデル |
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| Research Abstract |
鎖骨下静脈穿刺,腰椎穿刺についてのトレーニングシステムプロトタイプを完成させ千葉大学附属病院総合医療研修センターへ納入し,研修医に対するトレーニングを開始しその有効性を実施検証している.また,6軸自由度を持つハプテックデバイスを用いて切開時にメスに生じる切断力,粘性力,固定力を再現する6自由度反力生成モデルを実装した.
本年度これら穿刺,切開手技のモデルを本研究の目的である腹腔鏡による胆嚢摘出手術を目的としたトレーニングシステム開発を行った.本研究で特に問題となる肝臓の変形,動きモデルをリアルタイムで実現するための新しいビームモデルを提案した.本提案モデルは有限要素法(FEM)に比較し計算コストを各段に低減させることが可能となった.また,本モデルを2個のファントムを用いて実装し腹部2か所から挿入された鉗子により肝臓を任意に変形させることが可能となった.すなわち,穿刺と切開,臓器の変形モデルを結合することにより腹腔鏡手術トレーニングシステム構築に大きく前進した.一方,穿刺や臓器変形では臨場感のあるトレーニングシステムが要請されている.そこで,RGB3チャンネルの画像情報から皮膚,胃,食道,大腸粘膜の分光情報を推定する手法を導入し,中心静脈穿刺や腰椎穿刺に用いるCT画像への表層画像に適用した.また,電子内視鏡へ本アルゴリズムを実装した分光内視鏡の開発も行った.さらに,手術手技のトレーニングだけでなく内視鏡画像の診断トレーニングを行うため分光内視鏡も開発した.腹腔鏡手術では,以上のようなトレーニングを行ってもなお医療ミスが頻発している.そこで,腹腔鏡による画像を腹部投影しモニターを見ることなしに腹腔鏡手術を行うシステム提案も行った.本投影画像も腹部での歪み補正,分光情報を用いることで新しい医療の診断支援,トレーニングを可能とした.
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