2013 Fiscal Year Annual Research Report
拡張内視鏡イメージング－構造・力学特性を反映した三次元画像と実世界の融合
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24680059
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中尾 恵 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (10362526)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 医用グラフィクス / 外科手術支援 / 可視化 / 拡張現実感 / 生体医工学 |
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| Research Abstract |
本研究では、術野の狭さや臓器変形が処置に影響を与える高難易度の手術を対象として、術者に臓器の内部構造や軟組織の裏に隠れた血管や神経の透視イメージを提供する拡張内視鏡イメージング法の開発を目的とする。本研究課題は拡張内視鏡像の生成、内視鏡・術具の位置・姿勢計測、手術プロセスに合わせた三次元画像の補正と可視化に大別できる。平成25年度は昨年度に引き続き、これらの基礎理論の構築、 C/C++ によるアルゴリズムの実装を通してテーマごとに検証を行った。
(4) 撮像対象の構造・力学特性を反映した拡張内視鏡像生成法の開発 - 初年度に開発する拡張内視鏡像生成アルゴリズムを拡張し、手術時の臓器に対する変形・加工操作によって生じる力学的な変化に対応して拡張内視鏡像を生成するアルゴリズムを開発した。
(5) 内視鏡映像のストリーミング画像処理法の開発 - 内視鏡から随時得られる術野映像に対し、位置合わせされた三次元画像が持つ構造情報を参照することで深さ情報をバックグラウンドで重畳する。GPU（Graphics Processing Unit）上での並列演算により動的に内視鏡画像をフィルタリングし、撮像対象の構造・位置関係を反映した拡張像を生成する方法を考案した。
(6) 術中支援のためのジェスチャ入力インターフェースの開発 - 従来の接触型のポインティングデバイスや音声入力では手術中に術者がナビゲーション機器を効率的に操作することが難しかった。本研究ではジェスチャ入力に着目し、指や腕等の動作によって、拡張像を任意に操作・生成可能とするインターフェースを開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複数の医療機関・診療科との医工連携体制の下、撮像対象の構造・力学特性を反映した拡張内視鏡像生成法の開発に取り組んだ。また、内視鏡映像のストリーミング画像処理法の開発に着手した。これら機能のライブラリ化を進めており、本研究は概ね順調に進展したと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は、当初の研究実施計画に基づいて、A) 拡張内視鏡手術支援システムの試作, B) 試作システムの術中支援を想定した検証 を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初購入を予定していた画像処理・解析ソフトウェアは同年度に実施していた他の競争的資金によって購入し、本課題においても活用できることとなった。これによって生じた研究計画時の使用計画との差額については、最終年度の試作システムの開発に充て、より詳細に評価実験を行うことが妥当と考えた。
最終年度の研究費は評価実験用の可視化ソフトウェアや試作システム開発用の計算機及び周辺機器の購入に充てる。平成25年度末に投稿し、採択された論文の投稿・印刷費や、国際学会における研究成果の発表、本年度に新たに販売が開始されたソフトウェアの購入費等として使用予定である。
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