2014 Fiscal Year Annual Research Report
開腹下手術の臓器変形に対応したイメージガイド手術システムの開発
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24500556
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
服部 麻木 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (90312024)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 手術ナビゲーション / 臓器形状計測 / 臓器変形モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は、術中ナビゲーションを行なう際にプロジェクタを用いて臓器の内部構造モデルを術野に直接投影することを目的とし、これまでに開発を行なってきた臓器表面形状計測で得られたデータを基に、投影時に臓器表面形状の凹凸により歪む投影画像を補正する手法の開発を試みた。本手法では術者の視点で見えるべき内部構造モデル画像を2Dテクスチャとしてあらかじめ描画し、プロジェクタから臓器表面へ投影した際に表面の凹凸により生じる投影画像の歪みを計測した表面形状を用いて推定し、2Dテクスチャを変形させて投影するようにした。開発した手法の検証については、X線CTデータから三次元再構築した臓器モデルを用い、3Dプリンタで臓器のファントムモデルを作成して実験を行なった。実験では投影画像の歪みの補正については良好な結果を得られたが、補正の演算に時間を要するため、術者の視点移動に追従するのが難しかった。今後は演算の並列化やGPUを用いるなど高速化を計って臨床適用が可能なシステムにしていきたいと考える。
また前年度まで行なっていた臓器変形の手法をヒトの全身のモデル（体表面、骨格、主要血管、腹部臓器を含む）に応用し、モーションキャプチャデータによって全身モデルを動作させた際に、体表面や内部構造モデルも変形を伴って動作する四次元人体モデルの開発を行なった。歩行動作データ等を用いた実験では20 fps前後でのモデルの駆動が可能であった。現在はサーフェスモデルを用いているが、今後はサーフェスモデルの基となっているMRIデータ自体を変形させて駆動できるよう開発を行なっていく予定である。
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