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偏角分光画像とCT画像の合成融合による穿刺トレーニングシステム開発

研究課題

研究課題/領域番号 16200037
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関千葉大学

研究代表者

三宅 洋一  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (70027895)

研究分担者 津村 徳道  千葉大学, 工学部, 助教授 (00272344)
五十嵐 辰男  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (70302544)
下山 一郎  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (60115483)
林 秀樹  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (20312960)
中口 俊哉  千葉大学, 工学部, 助手 (20361412)
羽石 秀昭  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 助教授 (20228521)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円)
2006年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2005年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2004年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
キーワード腰椎穿刺 / 中心静脈穿刺 / VR技術 / 偏角分光画像 / 医師トレーニング / 腹腔鏡手術トレーニング / 分光内視鏡 / 切開手技トレーニング / 医工学 / 分光画像 / 腹腔鏡手術 / 切開トレーニング / 臓器変形モデル / バーチャルリアリティ / 偏角分光 / 腹腔鏡 / トレーニングシステム / 医師トレーニングシステム / 力センサー / ハプテックテクスチャー
研究概要

平成16年度から研修医の制度が大幅に変更され,すべての研修医は複数の医局で研修を受けることが義務となった.例えば,研修医は内科,外科を問わず中心静脈穿刺などの複雑な医療行為を短期間で研修しなければならない.一方,医療技術の高度化に伴い技量未熟の医師による医療過誤も大幅に増加し大きな社会問題となっている.
そこで,本研究ではCGやVR,色彩画像処理,画像情報処理技術を駆使し,分光情報を用いることで臨場感のある医療トレーニングシステムを構築することを目的として次のような課題について研究を推進した.
(1)鎖骨下中心静脈穿刺,腰椎穿刺トレーニングシステム開発
(2)切開手技トレーニングシステム開発
(3)腹腔鏡手術トレーニングシステム開発
(4)腹腔鏡手術支援システム
(5)分光内視鏡の開発
(1)に関しては,プロトタイプを完成させ千葉大学附属病院総合医療研修センターへ搬入し研修医に対するトレーニング効果を実証試験中である.また,(1),(2)の成果に基づき腹部への穿刺,ポートから鉗子を挿入により手術を行う腹腔鏡手術トレーニングシステム開発も行った.ここでは胆嚢摘出を目的とした腹腔鏡手術で特に問題となる新しい肝臓の変形モデルを提案した.この手法の開発により有限要素法では困難であった臓器変形の実時間処理が可能となり2個のハプテックデバイスを用いた2本の鉗子挿入を実装したトレーニングシステム開発を行った.
また,腹腔鏡からの画像を腹部へ投影することで腹腔鏡手術,トレーニングを簡易化する手法の提案,さらにRGB画像から分光情報を推定する手法の提案,分光内視鏡の開発も行った.以上から,本研究の初期の目的を達成することができた.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Development of Laparoscopic Surgery Training System Using VR Technology2007

    • 著者名/発表者名
      Yoichi MIYAKE
    • 雑誌名

      Proc. MVA 07 (To be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] VR穿刺トレーニングシステムのための方向依存性ハプティックテクスチャの提案2006

    • 著者名/発表者名
      遠藤 恒史
    • 雑誌名

      VR医学 4・(1)

      ページ: 11-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 腹部投影方式による腹腔鏡下手術支援システム : 鉗子挿入支援機能の開発2006

    • 著者名/発表者名
      牛木 卓
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 24・(5)

      ページ: 394-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 切開手技トレーニングのための6自由度反力生成モデル2006

    • 著者名/発表者名
      川口 泰弘
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 24・(4)

      ページ: 277-284

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Directional haptic Texture for VR Injection Training System2006

    • 著者名/発表者名
      H.ENDO
    • 雑誌名

      J.J. Medical Virtual Reality 4(1)

      ページ: 11-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Laparoscopic Surgery Support System Used Projected Image on the Abdominal Surface.2006

    • 著者名/発表者名
      S.USHIKI
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 24(5)

      ページ: 394-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Six Degree of Freedom Haptic Rendering for the Surgical Incision Training.2006

    • 著者名/発表者名
      K.KAWAGUCHI
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 24(4)

      ページ: 277-284

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 偏角分光画像とCT画像の合成融合による穿刺トレーニングシステム2006

    • 著者名/発表者名
      三宅 洋一
    • 雑誌名

      Innervision

      ページ: 47-47

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] VR穿刺トレーニングシステムのための方向依存性ハプステックテクスチャの提案2006

    • 著者名/発表者名
      遠藤 恒史
    • 雑誌名

      VR医学 4・(1)

      ページ: 11-17

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of New Electronic Endoscopes Using the Spectral Images of an Internal Organ2005

    • 著者名/発表者名
      三宅 洋一
    • 雑誌名

      Proc.13^<th> CIC13

      ページ: 261-263

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 偏角分光イメージング法におけるカメラ・照明方向の最適化2005

    • 著者名/発表者名
      中口 俊哉
    • 雑誌名

      日本写真学会誌 Vol.68,No.6

      ページ: 532-537

    • NAID

      10017153572

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Accurate Measurement of Full Spectral Reflectance Texture by Removing Shadow and Illuminant Effects for the Development of Medical Training System2005

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Tamura
    • 雑誌名

      2005 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing (NCSP'05)

      ページ: 287-290

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-time deformations of Organ Based on Structural Mechanics for Development of Medical Training System2005

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tagaya
    • 雑誌名

      2005 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing (NCSP'05)

      ページ: 291-294

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 腹腔鏡下手術における自動拡大追尾システムの実装2005

    • 著者名/発表者名
      中口 俊哉
    • 雑誌名

      生体医工学シンポジウム2005

      ページ: 458-465

    • NAID

      110004704983

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 腹部投影による腹腔鏡下手術支援システムの実装と評価2005

    • 著者名/発表者名
      小石 毅
    • 雑誌名

      生体医工学シンポジウム2005

      ページ: 466-475

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 連続関数型変形モデルを用いた皮膚の変形シミュレーションと医療トレーニングシステムへの応用2004

    • 著者名/発表者名
      田村 信彦
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 22・(1)

      ページ: 35-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハプティック・テクスチャを用いた医療トレーニングシステムの開発2004

    • 著者名/発表者名
      田村 信彦
    • 雑誌名

      VR医学 3・(1)

      ページ: 30-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of the Deformation of Skin Using Continuous Deformation Model and Its Application to Medical Training System.2004

    • 著者名/発表者名
      N.TAMURA
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology 22(1)

      ページ: 35-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Medical Training System Using Haptic Texture.2004

    • 著者名/発表者名
      N.TAMURA
    • 雑誌名

      J.J. Medical Virtual Reality 3(1)

      ページ: 30-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハプティック・テクスチャを用いた医療トレーニングシステムの開発2004

    • 著者名/発表者名
      田村, 津村, 三宅, 田邊, 山浦
    • 雑誌名

      VR医学 3巻1号

      ページ: 30-37

    • NAID

      130003379885

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 人体腰部の反力測定・再現システム構築と腰椎穿刺トレーニングシステムへの応用2004

    • 著者名/発表者名
      遠藤, 田村, 中口, 津村, 三宅
    • 雑誌名

      電子情報通信学会研究会報告,医用画像 MI2004-40

      ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 医療技術トレーニングシステム構築に向けた弾性体変形モデルの提案と実装2004

    • 著者名/発表者名
      多賀谷, 田村, 中口, 津村, 三宅
    • 雑誌名

      電子情報通信学会研究会報告,医用画像,MI2004-40(35-40) MI2004

      ページ: 35-40

    • NAID

      110003171970

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Laparoscopic Surgery Training System Using VR Technology

    • 著者名/発表者名
      Y.MIYAKE
    • 雑誌名

      Proc. MVA 07 (To be published )

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spring-bead animation of Viscoelastic Materials

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko TAMURA
    • 雑誌名

      IEEE Trans. On Computer Graphics and Applications (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of laparoscopic Surgery Training system Using VR Technology

    • 著者名/発表者名
      Yoichi MIYAKE
    • 雑誌名

      Proc. MVA 07 (印刷中)(to be published )

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 分光画像処理入門2006

    • 著者名/発表者名
      三宅洋一
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Introduction of Spectral Image Processing2006

    • 著者名/発表者名
      Yoichi MIYAKE
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      University of Tokyo Press
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 分光画像処理入門2006

    • 著者名/発表者名
      三宅 洋一
    • 総ページ数
      203
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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