2018 Fiscal Year Research-status Report
スマートフォンを用いた拡張現実感による仮想透視システムの開発と画像下治療での活用
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18K07648
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
森田 賢 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80366343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
正宗 賢 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00280933)
遠藤 健二 東京女子医科大学, 医学部, 医療練士研修生 (20792782)
鈴木 一史 東京女子医科大学, 医学部, 准講師 (70366342)
坂井 修二 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (90225756)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 拡張現実感 / 仮想透視 / 画像下治療 / Interventional Radiology |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、事前に撮影されたCT画像をポータブル端末に取り込み、カメラで映した患者体表に重ねて表示することで、臓器や病変を拡張現実感（Augmented Reality）としてポータブル端末上に表示する仮想透視システムの開発を目指している。先ず、Windows版のタブレットPCを用いて、三点マーカーによる位置レジストレーション法を用いた仮想透視システムを考案したが、これをスマートフォンに移行するには、オペレーションシステムが異なるため、開発費の大幅な増加が予想された。よって、先ずはオペレーションシステムが同じWindowsであり、ある程度の仮想透視システムが事前に組み込まれているウエアラブルデバイスであるWindows Hololensを利用する事とした。仮想透視をする上で重要となる位置レジストレーションの手法に関し、従来の三点マーカーの手法を応用して、1点でのQRコードを用いたシステムを考案して開発した。仮想の腫瘍を重畳表示させるファントム実験にて、従来の三点マーカーを用いた手法では腫瘍の重畳表示は上下角度、左右角度共に30°以内でのみ検出可能あったが、QRコードを用いた手法では上下角度、左右角度共に75°以内まで検出することが可能となった。ただし、腫瘍の重畳表示と実際の腫瘍位置に誤差が生じるため、これを補正するアルゴリズムを組み込む必要がある事と、プログラムの動作に時間がかかり反応速度が遅いため、腫瘍のみを取り出してデーター量を削減するアルゴリズムを構築するなどの課題がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、Windows版のタブレットPCを用いて、三点マーカーによる位置レジストレーション法を用いた仮想透視システムを考案した。しかし、これをスマートフォンに移植するにはスマートフォンのオペレーションシステムであるiOSやAndroidにプログラムを書き直す必要があり、開発費が予想よりかなりかかる事が判明した。よって、オペレーションシステムが同じWindowsであり、ある程度の仮想透視システムが事前に組み込まれているウエアラブルデバイスであるWindows Hololensを用いて開発する方針に変更した。先ず、Windows Hololendsでの位置レジストレーション法を一から開発する必要があるため、やや遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Windows Hololensは視野角が狭いという問題があり、我々の開発したQRコードを用いた位置レジストレーション法で、ある程度の改善は得られたが、臨床で用いるにはまだ十分ではない。近日、Windows HoloLens 2が販売される予定で、視野角は2倍以上に増加し、解像度、ピクセル密度も2倍以上となるため、今後はこれを用いてより広視野角で高速かつ正確な位置レジストレーションする手法を開発する予定である。
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| Causes of Carryover |
Windows Hololensは視野角が狭いという問題があり、我々の開発したQRコードを用いた位置レジストレーション法で、ある程度の改善は得られたが、臨床で用いるにはまだ十分ではない。近日、Windows HoloLens 2が販売される予定で、視野角は2倍以上に増加し、解像度、ピクセル密度も2倍以上となるため、今後はこれを用いてより広視野角で高速かつ正確な位置レジストレーションする手法を開発する予定である。この購入費や新しいQRコードマーカーを開発するための費用、研究のための情報収集と成果発表のための旅費等が次年度以降も必要となる。
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