2015 Fiscal Year Research-status Report
深さ情報付き手術画像による可触型の術中止血訓練用バーチャルリアリティシミュレータ
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26870322
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
粂 直人 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (00456881)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | virtual reality / training / bleeding / depth map / hemostatic simulation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量産型の止血シミュレータを構築するために，１．画像処理による流血シミュレーション結果の提示，２．実際の術野映像からのピットフォール画像の生成，３．力覚提示デバイスを用いた止血動作，の３つを達成する必要がある．
今年度，１．に関して，流血シミュレーションのアルゴリズムを構築し，デプスマップの傾斜に応じた流血シミュレーションを可能とした．特に，臓器の構造上の前後関係を考慮して流血パターンを変更することができ，複数枚のデプスマップに対応したことで，血管の裏側を通る流血を表現できるようになった．
２．に関して，数枚の内視鏡手術下の術野映像からのデプスマップの作成は自動化するのが困難であった．そこで，手動で臓器に深さを指定しておおまかな深さ情報を与える方法を検討している．同一の術野映像に対して，複数枚のデプスマップを作成することで段階的な深さ表現ができる一方，それらの前後関係がある場所では同じ深さで収斂する場合のデプスマップの統合に関して考慮する必要があることがわかった．
３．に関して，力覚デバイスを動作させるプログラムの基本モジュールを組み込み，止血点の指定を力覚デバイス（ファントム）を用いて指定する事が可能となった．一方，設定したデプスマップに応じた反力提示を達成していないため，臓器を触ったときの感覚の提示は次年度の課題とする．前年度，臓器の硬さ測定を行った結果に関し，論文投稿を完了している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度，複数枚のデプスマップに対応した流血シミュレーションが可能となった（オクルージョンの解決）ことでシミュレータ作成上の最大の課題はクリア出来たものと考える．
一方で，今年度実施を予定していたデプスマップの作成手法に関して，結果的に自動化が困難であった．そのため，半手動での設定を検討しているがデプスの統合に関しては考慮していなかったため，当初予定していなかったデプスマップ作成支援ツールを別途作成することを検討している．
また力覚提示に関して，臓器間の境界条件の提示方法が確定していないため，力覚提示に関しては次年度に簡略化した形で表現することとし，流血点の設定に重点を置くこととする．
今年度，前年度の臓器硬さ測定に関する共著論文が1本採択されたものの，当初予定していた学会発表に至らなかったため，次年度に発表を予定している．
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| Strategy for Future Research Activity |
複数デプスマップにおいて，深さの同一となる境界領域の統合方法について検討し，流血をスムーズに連結して表現することを試みる．
医師等が手動でデプスを設定することを想定し，設定支援が可能となるようにデプスマップの半自動設定ツールの作成を試みる．
力覚提示デバイスを認識するためのドライバ部分は準備出来たため，力覚デバイスをシミュレータに接続し臓器内を触れる環境を構築する．
出血点の任意設定が可能となるよう管理ツールを準備し，止血動作に対応した流血のOn/Offを実装する．
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| Causes of Carryover |
複数デプスマップ対応の流血シミュレーションに関して，シミュレータへの組込時に動作不良が一部見つかったため，パターン毎のエラー処理を行う必要があった．そこでプログラムの安定化のために一部の処理のモジュール化を外注し，処理を安定化させた．
対外発表に関して論文発表にとどまったため旅費の支出はなかった
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
開発後のプログラムのメンテナンスと，力覚提示デバイスとの接続部分に関して開発を加速するために一部外注を予定している．
学会発表による旅費支出を予定している．
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