2022 Fiscal Year Research-status Report

左右対称性を求める手術を支援するプロジェクションシステムの確立

Research Project

Project/Area Number	21K09808
Research Institution	Jikei University School of Medicine
Principal Investigator	宮脇剛司東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70246445)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮野千草東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40868402) 赤石渉東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (50815488)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	Augumented Reality
Outline of Annual Research Achievements	左右対称性を求めるプロジェクションシステムは、変形外鼻手術を主な対象として開発を開始した。手術シミュレーション、3次元形状のセンシング、術前、術中、術後のプロジェクションが主な構成要素となる。本年度は既にこれまで考案した簡易な手術支援法であるGrid Projection Topograhy(以下GPT)法を主目的としたプロジェクター開発を行なった。GPT法は、格子状の画像を斜め方向から投影し、正面から観察することで光切断効果により、等高線様の像を得て観察者が3次元形状を認知しやすくする方法である。株式会社ジャパンメディカルカンパニーの、小型プロジェクターとコンピューター、一定の角度で投影を行うためのセンサー類を接続した実証機を作成し、その後製品化のための試作機を作成した。これらの機材の安全性評価として、100lm級のプロジェクターを複数機種用い、一定距離を離した上で照度と温度を計測する試験を実施した。いずれも初期温度のまま定常状態となり、温度上昇は認めず、安全性は高いと考えられた。試作機は市販化に向けてElectro-Magnetic Compatibility(EMC)試験を行った。水平方向で52.8db、垂直方向で62.0dbのノイズが観測され、これは基準値のおよそ1000倍以上の値となった。原因は組み込みプロジェクターと基盤を接続するパラレルケーブルであり、基盤および組み込みプロジェクターの完全再設計が必要であることが判明した。徒手的な位置あわせ(キャリブレーション)でのプロジェクションマッピングがどの程度の正確性があるかの検証を、骨組織の投影に関して、手の3D透過モデルを用いて検証を行った。40箇所への投影点の計測において、中央値で5-6mm程度の誤差が生じた。 GP Tの精度を評価するためにCTのデータと３Dプリンターで作成したモデルにGPTを行ったもので外鼻形態の評価を行ったが、良好な相関を得ることがわかった。以上の知見に関して、それぞれ学会発表を行なった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason プロジェクターの開発は遅延しているが、良好なデータが得られており、論文かの見込みが立っている。
Strategy for Future Research Activity	これまでの結果を論文で報告する。
Causes of Carryover	手術支援システムの開発が遅延しているため。本年度、ソフト開発と論文作成に経費をしようする計画である。