2015 Fiscal Year Annual Research Report
多層計測と非線形柔軟物モデルの協調による実時間臓器追跡に関する研究
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26282147
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒田 嘉宏 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (30402837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間下 以大 大阪大学, サイバーメディアセンター, 講師 (00467606)
松田 公志 関西医科大学, 医学部, 教授 (20192338)
吉田 健志 関西医科大学, 医学部, 助教 (40572673)
竹村 治雄 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (60263430)
清川 清 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (60358869)
新岡 宏彦 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70552074)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 多波長 / 狭帯域 / 柔軟物 / 手術ナビゲーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ナビゲーション加算が付与されるなど、手術AR（Augumented Reality：拡張現実感）ナビゲーションの重要性は益々高まっている。一方、特徴点情報の不足や変形への対応について課題があり、臓器などの非剛体への適用方法は未だ確立していない。本課題では、臓器の大回転変形や切開においても臓器モデルの重畳を可能とする柔軟物追跡技術の確立を目指す。特に、多くの特徴点情報を取得可能とする多層計測技術と、大変形や切開に対応可能な非線形柔軟物モデルの協調により、実時間臓器追跡を実現し、腎部分切除を想定した応用システムを構築する。本年度は、基本機能の高度化として、多層計測技術の高度化、非線形柔軟物力学モデルの高度化、力学に基づく追跡手法の開発を行った。具体的には、多層計測技術ではこれまで開発してきた多波長・狭帯域計測の手法における波長選択法の自動化を行うことにより、様々な物体を対象として効率的な実験が可能となった。実験では、従来の手のひらのみならず、鳥の胸肉などを対象とした実験を行った。また、非線形柔軟物力学モデルにおいては、これまで開発してきた超弾性の剛性マトリクス表現モデルにおいて大回転に対応させるべく共回転手法を導入した。さらに、応力分布に基づいて追跡範囲を動的に変更する力学ベースの追跡手法を開発した。これらの研究の一部は、当該分野において最も権威のあるIEEE Engineering in Medicine and Biology 2015などに採択された。また、腎部分切除術に関する研究も進展し、代表的なジャーナルであるInternational Journal of Urologyに2本採録された。また、成果の一部は、書籍「AR技術の基礎・発展・実践」や招待講演を通して広く周知に努めた。
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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
上述のとおり、多層計測技術の高度化、非線形柔軟物力学モデルの高度化、力学に基づく追跡手法の開発に成功し、成果の一部は代表的な国際会議やジャーナルに採択されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した機能において、よりバリエーションの多い実験を計画し、その有効性を示したいと考えている。また、構築したシステムを医師と共同して評価を行い、応用可能性に関する考察を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
数値解析ソフトについて、別予算で充当できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計算機の老朽化により実行が不安定となっているメッシュ生成ソフトの購入にあてる予定である。
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[Book] AR技術の基礎・発展・実践2015
Author(s)
天野 敏之,池田 聖,石井 裕剛,石川 智也,一刈 良介,岩井 大輔,内山 英昭,大石 岳史,大隈 隆史,大星 直樹,亀田 能成,神原 誠之,北原 格,清川 清,蔵田 武志,黒田 知宏,黒田 嘉宏,興梠 正克,酒田 信親,柴田 史久
Total Pages
385（350-354）
Publisher
科学情報出版
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