2006 Fiscal Year Annual Research Report
インテグラルビデオグラフイ三次元画像誘導外科手術の工学的基盤と臨床的方法論の構築
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17680037
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
廖 洪恩 東京大学, 大学院工学系研究科, 科学技術振興特任教員 (40396784)
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| Keywords | 三次元画像 / 画像誘導手術 / インテグラルビデオグラフィ / 低侵襲手術 / レスストレーション / サーフェスマッチング |
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| Research Abstract |
本研究は、画像誘導手術のための次世代ナビゲーションとして、三次元表示ディスプレイで術中の手術空間を再構築し、外科医にリアルタイム画像誘導手術支援システムを提供し、最低限の侵襲で外科治療を行うための工学的基盤と臨床的方法論を構築することである。本年度は、汎用な医療用立体三次元表示Integral Videography (IV)画像の作成・表示法の開発として、表示したいオブジェクトを視点ベースのComputer Graphicsで作成し、またそれぞれ仮想の視域とレンズアレイ面の作成を行い、設定した視域内の視点から画像を取得する。その取得した画像を一画素ずつ対応するレンズの背面へ分配することにより、全ての視点で繰り返すことでオブジェクトを三次元像として高速表示することが可能なIV画像作成法を開発した。手術空間の実画像と内部臓器不可視画像の統合システムとしては、手術空間の実画像と内部臓器不可視画像の自動的な統合表示システムを用い、各種モダリティーの医用画像装置から得られた画像データをそのモダリティーにあった形で表示する手法を検討した。また、治療に際して重要になる患者との重ね合わせにおいては、各種治療に適した表示方法、並びに精度について検討し評価を行った。具体的には「膝関節整形外科領域における評価」を行い、実際に構築したシステムの特長として、多段階サーフェスマッチングを用いることで、位置精度0.8+/-0.4mm,角精度1.1+/-0.3degの高精度レジストレーションを実現した。また、特徴点べ一スレジストレーションを導入することで、30s程度のレジストレーション作業で患部移動に追従可能IV画像オーバレイにより、従来法に比べ位置関係の認識に要する時間を平均64%短縮が挙げられた。今後は術中画像の導入、穿刺ロボットとの融合を行なった上で、手術の要求仕様や具体的な使途、さらには手術シナリオにおける開発したシステムの位置づけなども綿密に検討する。
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