画像認識型・拡張現実による根管用単眼三次元内視鏡を用いた次世代根管治療機器の開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670807
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 末永 英之 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (10396731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 正宗 賢 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00280933) ; 奥 寛雅 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 講師 (40401244)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: コンピュータ外科学 / 歯内治療学

Research Abstract

根管治療は硬組織に囲まれ、直接見ることが困難な狭小な根管を治療対象としており、歯の内部に広がっている髄腔の立体的な位置関係を把握することは重要である。知覚情報の強化により、見えない根管の立体構造を可視化することができれば、根管治療の精度と安全性の向上に寄与する。本研究では、拡張現実により実空間に浮かんで見える歯根や根管の三次元CT 画像（実物大三次元映像）とヒトの視覚機能を超えるコンピュータビジョンによる画像認識により患者の位置・姿勢の取得を行い、CT データから構築する根管の実物大立体映像を現実空間に提示した。また、リアルタイムにその根管内の構造を確認し、「根管形態、隣接する歯周組織、歯根と上顎洞底や下顎管との関係はどうか」「今操作している位置に根管内部の側枝・破折や歯周ポケット内縁下歯石があるか」「根管の仮想内視鏡における治療前の計画通りに根管治療が進んでいるかどうか」など三次元的な識別精度、処理速度を評価し、次世代根管治療機器としての将来的な可能性と問題点を検証する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画調書の内容と進行状況がほぼ同一のため。

Strategy for Future Research Activity

可視光・特殊光画像を計測するカメラとレーザ距離計測センサを同一光軸上に配置することで、各情報の位置関係を一体化し、位置ズレなく異種情報を計測する。高輝度白色LED による通常観察に加え、特殊光による画像強調観察、拡大内視鏡観察、顕微内視鏡観察、断層イメージングなど根管の可視光画像・特殊光画像および距離情報を同時計測し、立体画像として提示する単眼三次元異種情報計測システムを開発する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初の計画よりも単眼三次元異種情報計測システム開発・改良費を要することが判明し、高速画像制御コンピュータビジョン開発・改良費を抑えたため。
可視光・特殊光画像を計測するカメラとレーザ距離計測センサを同一光軸上に配置することで、各情報の位置関係を一体化し、位置ズレなく異種情報を計測する。高輝度白色LED による通常観察に加え、特殊光による画像強調観察、拡大内視鏡観察、顕微内視鏡観察、断層イメージングなど根管の可視光画像・特殊光画像および距離情報を同時計測し、立体画像として提示する単眼三次元異種情報計測システムを開発するための、単眼三次元異種情報計測システム開発・改良費に用いる。