2020 Fiscal Year Annual Research Report
軟組織を対象とした手術ナビゲーションのための臓器位置・変形計測に関する研究
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16H03191
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
中島 義和 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40343256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 季 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (00646466)
小山 博史 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (30194640)
金 太一 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (90447392)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 手術支援 / 手術ナビゲーション / 変形補正 / 変形計測 / 位置姿勢計測 / 軟組織変形計測 / 臓器トラッキング / 血管抽出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療に使用できるレベルの高信頼性，高精度な可視光による画像 3 次元計測手法， およびそれを用いた物体追跡手法を検討した.具体的には，可視光画像から texture を持った表面形状を計測し，形状情報と texture の両方を用いた安定で高精度な物体移動・変形追跡を実現した.
可視光画像計測による 3 次元形状計測手法について，その高精度化，高速化を行った.手術 手技によって計測の対象や周辺環境は変わるため，レーザ光デバイスと高速カメラによるステレオ形状計測と，多焦点計測による形状計測の 2 つのアプローチを検討した.レーザ光デバイスと高速カメラによるステレオ形状計測手法については，位相差法，多重解像度空間コーディング法を実装し，医療応用における性能を検証した.多焦点計測法については，デバイスおよびソフト ウェアの高速化，高精度化を図った.形状情報と texture を用いた物体移動・変形追跡については，形状照合による相対位置姿勢計算と，texture 照合による表面上の対応点探索の統合手法について検討した.変形を伴う物体追跡の 場合は空間形状が異なるため,2 次元画像の対応点探索手法をそのまま適用できなかっため， 空間統合処理を行った後，非線形変形にも対応した対応点探索を行った.さらに，それを手術ナビゲーションに実装してマーカレス手術ナビゲーションシステムを実装した.具体的には，我々が研究開発を進めてきた手術プロジェクションマッピング (以下，PM と表す)システムへ導入し，実用化を目指してその有用性を検証した．
結果は，国際会議2020 CARSで発表されBest Poster Awardを受賞するなど複数の国際会議で発表，あるいは発表の一部で紹介され，また英語論文誌Sensors and Materialsを含む3編の論文誌に掲載あるいは投稿された．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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