2019 Fiscal Year Final Research Report

Development of a New AR-type 3D Imaging Method for Neurosurgery

Research Project

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Project/Area Number	16K10802
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Research Field	Neurosurgery
Research Institution	Osaka Medical College
Principal Investigator	Tamura Yoji 大阪医科大学, 医学部, 非常勤講師 (90247859)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川端信司大阪医科大学, 医学部, 准教授 (20340549) 平松亮大阪医科大学, 医学部, 講師 (40609707) 古瀬元雅大阪医科大学, 医学部, 准教授 (70340560) 池田直廉大阪医科大学, 医学部, 講師 (50434775) 板宮朋基愛知工科大学, 工学部, 教授(移行) (60583896)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords	神経画像診断学 / 脳外科手術機器 / 拡張現実 / ３次元診断画像 / 手術支援 / 画像誘導下診療
Outline of Final Research Achievements	In this study, we proposed a novel AR-type 3D image diagnosis method and planned to test a prototype of the method, and created an AR-supported surgical device with an operative field projection type and verified its usefulness. We also conducted research on the projection onto a desktop model created by 3D printing and application to a goggle-type VR system. It enabled an immersive, real-world experience and was very useful in intuitively capturing information beyond the surgical field in beforehand. We attempted to apply these video see-throughs to a simple AR that is linked to a 3D camera, in order to identify technical improvements and challenges for future development. The marker recognition function of the endoscopic surgery simulation system was enhanced, and it was confirmed that the display on AR smoothly followed the operation of the virtual surgical equipment.
Free Research Field	脳神経外科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本システムは、術野から隠れた解剖学的構造がどのような位置に存在するかを直感的に把握することが可能で、若手術者の教育デバイスとして有用性が確認された。また、個人の携帯端末上に本研究で試作したアプリケーションを用いて表示・操作する手法は、手術教育・検討ツールとして実用的であった。本研究で開発したAR型デバイスは、３Dプリント実体モデルの欠点を補う非常に有用なものとなった。静的実体モデルでは実現不可能な動的要素を盛り込み改良を加えることで、個々の患者の状態に合わせたシミュレーションが可能となり、汎用性は高く外科医療技術向上の一助となるシステムとなる。