| 研究課題/領域番号 |
21K03967
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 岡山県立大学 |
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研究代表者 |
小枝 正直 岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (10411232)
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| 研究分担者 |
登尾 啓史 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (10198616)
大西 克彦 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (20359855)
小川 修 京都大学, 医学研究科, 名誉教授 (90260611)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 手術支援システム / xR / ビジュアルオドメトリ / 手術シミュレータ / 熱伝導 / 膜 / 熱変性 / ロボット支援下腎部分切除 / 拡張現実感 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロボット支援下腎部分切除では腫瘍を漏らさず除去し正常組織を最大限に残存させることが重要であるが，現状，切除ラインの決定や電気メスの扱いは医師の経験と勘に依存している．そこでビジュアルオドメトリ技術と拡張現実感技術を応用し，医師の手を煩わせない，医師が本当に必要としている汎用xR手術支援システムを医師と密に連携して開発する．また電気メスの熱影響を考慮した切除領域提示システム，および精度検証用シミュレーションシステムも並行して開発する．これにより正常組織の残存率向上，術後回復の促進，患者の QOL 向上，さらには国の医療費削減が期待できる．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は１．誰でも何処でも簡便に導入・運用可能な手術支援システムの開発，２．腹腔内をリアルに再現するシミュレータの開発，３．腎臓の熱伝導シミュレーションの3点である．目的１の成果としてビジュアルオドメトリの精度を向上する画像処理手法の提案とAR手術サポートシステムを開発した．またVRを用いた手術ナビゲーションシステムも開発した．目的２の成果として，DICOMから抽出した領域を3Dボクセルで表示するシミュレータを構築した．また動力学エンジンを用いてリアルな膜・臓器の変形が可能なシミュレータを開発した．目的3の成果として熱伝導シミュレーションにより腎実質の熱拡散率を推定し，腎冷却に応用した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ロボット支援下腎部分切除では腫瘍を漏らさず除去し正常組織を最大限に残存させることが重要であるが，切除ラインの決定や電気メスの扱いは医師の経験と判断に依存している．そこで本研究では，VR/ARを用いた手術支援システムを開発した．また膜の動きをリアルに表現する手法についても検討した．さらに，腎実質の熱伝導シミュレーションにより，電気メスや腎冷却による内部温度の変化が明らかになった．これにより電気メスの最適な焼灼時間や腎冷却のための霊薬時間の提案が可能となった．
本研究で開発したシステムを用いることで，正常な腎組織の残存率向上，術後回復の促進，患者のQOL向上，さらには国の医療費削減が期待できる．
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