| 研究課題/領域番号 |
22K12838
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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90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
小野木 真哉 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (40456166)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 手術ナビゲーション / 誤差解析 / 誤差弁別能 / 人的要因 / 誤差確率 / 医用システム / ナビゲーション / 誤差確率分布 / 誤差伝搬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
手術ナビゲーションシステムは術具―術野(患者)―画像を統合表示することで，高精度かつ安全な手術を支援するシステムである．高精度な手術支援のために，術具のマニピュレーションや患者―画像間の術中レジストレーションについて広く研究が行われてきた．これらの個々の技術の精度評価は行われてきたが，システム全体としての精度については模擬手術や臨床報告が主であり，数理的に解析されておらず事前に誤差を見積もることができていない．本研究では各要素で生じる誤差を確率モデルで表し，誤差伝搬モデルに入力することで，手術システム全体の誤差確率分布，すなわち，生じうる誤差を求める手法を確立する．
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| 研究実績の概要 |
これまで，ナビゲーションの誤差解析の中でも，術者がナビゲーション画面を目視して術具位置を合わせる際の人的要因についてモデル化をし，人的要因を考慮した誤差推定値が実験結果と一致するか評価を行った．人的要因については画面上の計画線と術具線の位置および姿勢の誤差の認識できる確率（弁別能）として定義した．これは，誤差を認識できた場合，ナビゲーション画面に基づいて術具位置を調整するため，誤差を認識できなかった場合に誤差として残るからである．被験者に対して，弁別能の測定を行った結果，個人差がありつつも全ての被験者において弁別能はシグモイド曲線でモデル化できることを確認した．
次に，弁別能を用いた誤差解析手法について検討した．術具が計画に対して，ある誤差の時のナビゲーション画面へ投影を計算し，その投影結果に対して弁別能から誤差検出確率を算出する．これを十分な範囲の術具位置・姿勢に対して求めることで，術具の位置・姿勢誤差に対する誤差確率マップを得ることができる．この確率を重みとした誤差の事情平均平方根を求めることで誤差推定値を得ることができる．ナビゲーションに基づいた術具の位置合わせ精度と推定値を比較することで，本モデルの評価を行った．結果より，様々な投影方向に対しモデルと実験結果は非常によく一致し，弁別能を含む誤差解析が適切であることが確
認された．R5年度は，人的要因である誤差弁別能と術具設置能の計測を中心に取り組んだ．以上の結果を国際会議で発表し，論文（執筆中）を進めている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
おおむね計画通りに進んでいる
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| 今後の研究の推進方策 |
誤差伝搬のより一般化に取り組む
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