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スマートフォンを用いた拡張現実感による仮想透視システムの開発と画像下治療での活用

研究課題

研究課題/領域番号 18K07648
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

森田 賢  東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80366343)

研究分担者 正宗 賢  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00280933)
遠藤 健二  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (20792782)
鈴木 一史  東京女子医科大学, 医学部, 講師 (70366342)
坂井 修二  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (90225756)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード拡張現実 / Augmented reality / 複合現実 / Mixed reality / IVR / Interventional radiology / 画像下治療 / ナビゲーション / Augmented Reality / AR / Mixed Reality / MR / Investigative Radiology / 拡張現実感 / Interventional Radiology / 仮想透視
研究成果の概要

スマートフォンやヘッドマウントディスプレイ型のウェアラブルデバイスで、拡張現実感(Augmented Reality:AR)を用いた、画像下治療のためのナビゲーションシステムを開発した。事前に撮影したCT画像から作成した三次元画像を体表に重ね合わせたり、予め用意した仮想分度器をCT装置と位置や角度を合わせた上で重ねて表示して、これを目安に針を目的の部位に正確に穿刺することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

体内に針を刺して行う検査や治療は、従来は超音波やCT等の画像ガイド下に行われていたが、主に二次元の画像情報を用いていた。本研究にて、CT画像から作成した三次元画像や、予め用意した仮想分度器を拡張現実(AR)として、種々の位置合わせ法を用いて患者体表に重ね合わせることで、あたかも三次元の構造がそこに存在するかの如く表示可能となった。これにより、従来のナビゲーションに加え、新たな三次元情報を参照しながら穿刺できるため、不慣れな術者でも正確に針を穿刺することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mixed Reality Needle Guidance Application on Smartglasses Without Pre-procedural CT Image Import with Manually Matching Coordinate Systems.2022

    • 著者名/発表者名
      Morita S, Suzuki K, Yamamoto T, Kunihara M, Hashimoto H, Ito K, Fujii S, Ohya J, Masamune K, Sakai S.
    • 雑誌名

      Cardiovasc Intervent Radiol.

      巻: 45(3) 号: 3 ページ: 349-356

    • DOI

      10.1007/s00270-021-03029-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noncontact measurement of puncture needle angle using augmented reality technology in computed tomography-guided biopsy: stereotactic coordinate design and accuracy evaluation.2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K, Morita S, Endo K, Yamamoto T, Sakai S.
    • 雑誌名

      Int J Comput Assist Radiol Surg.

      巻: 17(4) 号: 4 ページ: 745-750

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02572-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複合現実(MR)ガイド下穿刺の研究開発の現状と将来展望2022

    • 著者名/発表者名
      森田 賢、鈴木 一史、坂井 修二
    • 雑誌名

      インナービジョン

      巻: 37(4) ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] QR コード認識機能および仮想分度器を用いた IVR支援ARナビゲーションによる穿刺の精度評価に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      田中 陽也
    • 雑誌名

      早稲田大学創造理工学部 総合機械工学科 卒業論文

      巻: 0 ページ: 0-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Learning Effectiveness of Using Augmented Reality Technology in Central Venous Access Procedure: An Experiment using Phantom and Head-Mounted Display2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K, Morita S, Endo K, Yamamoto T, Fujii S, Ohya J, Sakai S.
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: In press 号: 6 ページ: 895-904

    • DOI

      10.1007/s11548-021-02360-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microsoft HoloLens2を用いた画像下治療支援 AR ナビゲーションに関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 佳代
    • 雑誌名

      早稲田大学 早稲田大学創造理工学部 卒業論文

      巻: 0 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Microsoft HoloLens を用いた IVR 支援 AR ナビゲーションの知覚誤差に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 柊平、森田 賢、鈴木 一史、遠藤 健二、森下 健史、長橋 宏、正宗 賢、大谷 淳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 119, no.399 ページ: 135-139

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] QRコード型マーカによる医療用ARナビゲーション2019

    • 著者名/発表者名
      丸山竜平、森田腎、遠藤健二、正宗賢、長橋宏、大谷淳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol.118, no.412 ページ: 215-219

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 頭部装着型AR装置Microsoft HoloLensを用いたIVR支援ARナビゲーションの知覚誤差に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 柊平
    • 雑誌名

      早稲田大学 早稲田大学創造理工学部 卒業論文

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Image Fusion Guidance with Pre-procedural CT with Real-Time Fluoroscopy for Adrenal Venous Sampling2018

    • 著者名/発表者名
      Morita S, Yamazaki H, Endo K, Suzaki S, Mitsuhashi A, Shiohara T, Yatabe M, Ichihara A, Sakai S
    • 雑誌名

      Cardiovasc Intervent Radiol

      巻: 41(8) 号: 8 ページ: 1214-1222

    • DOI

      10.1007/s00270-018-1930-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 拡張現実を用いた穿刺支援ソフトウエアの精度検証2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木一史、森田 賢、他
    • 学会等名
      第80回日本医学放射線学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] IVR医による複合現実ガイド下穿刺アプリケーションの開発2021

    • 著者名/発表者名
      森田 賢
    • 学会等名
      第50回日本IVR学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CTガイド下生検を補助する拡張現実アプリの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 一史、森田 賢、 山本 敬洋、他
    • 学会等名
      第20回 日本VR医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Feasibility and accuracy of needle puncture under augmented reality displayed on a head mount display with position automatically adjusted by a 2D marker in a phantom study.2020

    • 著者名/発表者名
      Morita S, Suzuki k, Endo K, Yamamoto T, Sakai S, Fujii S, Morishita T, Maruyama R, Ohya J, Masamune K.
    • 学会等名
      106th scientific Assembly Annual Meeting Radiological Society of North America 2020. Nov 29-Dec 5, 2020, Chicago, USA.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficiency of using augmented reality technology in training of central venous access2020

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Suzuki, Kenji Endo, Satoru Morita, Takahiro Yamamoto, Shuji Sakai, Shuhei Fujii, Takeshi Morishita, Ryuhei Maruyama, Jun Ohya, Ken Masamune.
    • 学会等名
      106th scientific Assembly Annual Meeting Radiological Society of North America 2020. Nov 29-Dec 5, 2020, Chicago, USA.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How to build AR/MR phantom for IVR using medical images2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Endo, Kazufumi Suzuki, Satoru Morita, Takahiro Yamamoto, Shuji Sakai, Shuhei Fujii, Takeshi Morishita, Ryuhei Maruyama, Jun Ohya, Ken Masamune
    • 学会等名
      106th scientific Assembly Annual Meeting Radiological Society of North America 2020. Nov 29-Dec 5, 2020, Chicago, USA.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Augmented Reality技術の利用は 穿刺手技の時間短縮に貢献するのか?2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木一史、森田 賢、遠藤健二、山本敬洋、鴨志田久美、山崎宙士、坂井修二 、藤井柊平、森下健史、丸山竜平、大谷 淳、正宗 賢
    • 学会等名
      日本VR学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘッドマウントディスプレイを用いた複合現実ガイド下穿刺法の試み2020

    • 著者名/発表者名
      森田 賢、遠藤 健二、鈴木 一史、山本 敬洋、鴨志田 久美、山崎 宙士、坂井 修二、藤井 柊平、森下 健史、丸山 竜平、大谷 淳、正宗 賢
    • 学会等名
      第49回日本IVR学会総会 2020.5.28-30 神戸
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Microsoft HoloLensを用いたIVR支援ARナビゲーションの知覚誤差に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 柊平、森田 賢、鈴木 一史、遠藤 健二、森下 健史、長橋 宏、正宗 賢、大谷 淳
    • 学会等名
      電子情報通信学会 研究会 2020.1.29
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] QRコード型マーカによる医療用ARナビゲーション2019

    • 著者名/発表者名
      丸山竜平、森田賢、遠藤健二、正宗賢、長橋宏、大谷 淳
    • 学会等名
      電子情報通信学会 研究会 2019.1.23
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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