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多層計測と非線形柔軟物モデルの協調による実時間臓器追跡に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26282147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関大阪大学

研究代表者

黒田 嘉宏  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30402837)

研究分担者 間下 以大  大阪大学, サイバーメディアセンター, 講師 (00467606)
松田 公志  関西医科大学, 医学部, 教授 (20192338)
吉田 健志  関西医科大学, 医学部, 助教 (40572673)
竹村 治雄  大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (60263430)
清川 清  大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (60358869)
新岡 宏彦  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70552074)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード低侵襲治療 / 有限要素法 / 手術ナビゲーション / コンピュータビジョン / 特徴点 / テンプレートマッチング / 低侵襲手術 / 外科手術 / 狭帯域計測 / 多波長計測 / 手術シミュレーション / 多波長 / 狭帯域 / 柔軟物 / パターン認識 / 生体力学
研究成果の概要

本研究課題は、狭帯域多波長計測による非剛体柔軟物の数理的解析とその解析に基づく階層的画像追跡技術の開発を行った。狭帯域多波長計測については、病変組織の可視化が主な応用とされ、これまで画像間のマッチングやトラッキングに用いられた例は他にない。ピラミッドマッチングの概念を応用した階層的画像マッチング・追跡技術のアイデアを考案した。提案手法の評価のために、高感度カメラや狭帯域波長可変フィルタ、また独自手法を含む多様な画像認識アルゴリズムを実装した計測・処理システムを構築した。提案手法では、RGB画像などと比較してより精度の高いマッチングを行うことが確認されている。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書

研究成果

(29件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Feature Detection in Biological Tissues using Multi-band and Narrow-band Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamura, T. Mashita, Y. Kuroda, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 雑誌名

      International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 11(12) ページ: 2173-2183

    • DOI

      10.1007/s11548-016-1458-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Postoperative gluteal skin damage associated with latent development of gluteal muscle damage2016

    • 著者名/発表者名
      Hattori Y, Ikeuchi T, Kuroda Y, Matsugi K, Minami S, Higuchi T, Zaima M, Ishitoya S, Yamauchi C, Onishi H, Kawamura J, Kitoh K, Oshiro O, Yamamoto Y, Utani A, Hattori N
    • 雑誌名

      Journal of Dermatology

      巻: in press ページ: 547-552

    • DOI

      10.1111/1346-8138.13181

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of diameter-axial-polar nephrometry score and RENAL nephrometry score for surgical outcomes following laparoscopic partial nephrectomy2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Kinoshita H, Yoshida T, Takayasu K, Mishima T, Yanishi M, Komai Y, Sugi M, Kawa G, Matsuda T
    • 雑誌名

      Int J Urol

      巻: 23(2) ページ: 148-152

    • DOI

      10.1111/iju.13009

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laparoscopic upper-pole heminephrectomy for duplicated renal collecting system with superselective artery clamping using virtual partial nephrectomy analysis of Synapse Vincent: A case report2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Kinoshita H, Hayami Y, Nakamoto T, Takayasu K, Sugi M, Matsuda T.
    • 雑誌名

      Int J Urol

      巻: 22(11) ページ: 1075-1077

    • DOI

      10.1111/iju.12897

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The advantage of a ureteroscopic navigation system with magnetic tracking in comparison with simulated fluoroscopy in a phantom study2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Yokomizo A, Matsuda T, Hamasaki T, Kondo Y, Yamaguchi K, Kanayama HO, Wakumoto Y, Horie S, Naito S.
    • 雑誌名

      JOURNAL OF ENDOUROLOGY

      巻: - ページ: 1059-1064

    • DOI

      10.1089/end.2015.0054

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフカットを用いた骨髄腔画像の領域分割2015

    • 著者名/発表者名
      宇佐見 潤, 繁田 浩功, 間下 以大, 黒田 嘉宏, 菊田 順一, 瀬尾 茂人, 石井 優, 松田 秀雄, 竹村 治雄
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 8 ページ: 18-27

    • NAID

      110009886640

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食道の蠕動輸送による食塊の輸送シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      井村 誠孝, 豆野 裕信, 浦西 友樹, 黒田 嘉宏, 大城 理
    • 雑誌名

      VR 医学

      巻: 12 ページ: 9-14

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 手の筋骨格モデルを導入した投球シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      横畑 亮輔, 井村 誠孝, 黒田 嘉宏, 浦西 友樹, 大城 理
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 52 ページ: 1-10

    • NAID

      130004494216

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Deformable Image Registration Method Using Internal Organ Constraint in Cervical Cancer Radiotherapy Case2017

    • 著者名/発表者名
      Nadhifa Ayunisa, Yoshihiro Kuroda, Noriyuki Kadoya, Shunsuke Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 発表場所
      てんぶす那覇(沖縄県・那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 狭帯域画像の階層化手法の生体組織への適用に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      黒田嘉宏, 田村裕樹, 間下以大, 浦西友樹, 清川 清, 吉田健志, 松田公志, 竹村治雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究会
    • 発表場所
      てんぶす那覇(沖縄県・那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 下顎枝矢状分割術における複数術具に対応した手術トレーニングシミュタ-ハプティックデバイスを用いた力覚誘導及び操作状況の可視化-2017

    • 著者名/発表者名
      李元斌, 尾上慶次, 鍵山善之, 鈴木健斗, 伊藤安海, 上木耕一郎, 諸井明徳, 野田善之, 黒田嘉宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究会
    • 発表場所
      てんぶす那覇(沖縄県・那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 狭帯域多波長画像ピラミッドを用いた生体マッチング方法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      田村裕樹, 間下以大, 黒田嘉宏, 浦西友樹, 清川 清, 竹村治雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 顔動作計測に基づく粘弾性シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      加藤弘樹, 黒田嘉宏, 谷川千尋, 吉元俊輔, 大城 理, 高田健治
    • 学会等名
      生体医用画像研究会 若手発表会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Feature Detection in Biological Tissues using Multi-band and Narrow-band Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamura, T. Mashita, Y. Kuroda, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 学会等名
      International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      Heidelberg(Germany)
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feature Detection in Biological Tissues using Multi-band and Narrow-band Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Tamura Y, Mahita T, Kuroda Y, Kiyokawa K, Takemura H
    • 学会等名
      30th International Congress and Exibition on Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体構造と力触覚インタラクション2016

    • 著者名/発表者名
      黒田 嘉宏
    • 学会等名
      生体医用画像研究会 第3回若手発表会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-03-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tool-Constrained Biomechanically-combined Deformable Image Registration for Cervical Cancer Radiotherapy2016

    • 著者名/発表者名
      Nadhifa Ayunisa, Yoshihiro Kuroda, Noriyuki Kadoya, Shunsuke Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      JAMIT
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 深度センサを用いた簡易な笑顔表出運動計測2016

    • 著者名/発表者名
      加藤弘樹, 黒田嘉宏, 谷川千尋, 吉元俊輔, 大城 理, 高田健治
    • 学会等名
      日本口蓋裂学会大会
    • 発表場所
      グランフロント大阪(大阪府・大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 皮膚性状の分布を考慮した表情表出シミュレーションを目的とした有限要素解析2016

    • 著者名/発表者名
      加藤弘樹, 黒田嘉宏, 谷川千尋, 吉元俊輔, 大城 理, 高田健治
    • 学会等名
      日本VR医学会学術大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Feature Detection with Multi-Band Imaging for Tracking Non-rigid Biological Tissues2015

    • 著者名/発表者名
      田村 祐樹,間下 以大,黒田 嘉宏,清川 清,竹村 治雄
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2015
    • 発表場所
      岡山国際交流センター(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Stiffness Matrix Representation of Hyper-elasticity for Surgical Simulation and Navigation2015

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama S, Kuroda Y, Takemura H
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体トラッキングのための多波長計測システムの実装と評価2015

    • 著者名/発表者名
      田村 祐樹,間下 以大,黒田 嘉宏,清川 清,竹村 治雄
    • 学会等名
      情報処理学会 第197回コンピュータビジョンとイメージメディア研究発表会
    • 発表場所
      東京科学未来館(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 次世代手術ナビゲーションのための実時間臓器変形と可触化技術2015

    • 著者名/発表者名
      黒田 嘉宏
    • 学会等名
      第1回関西医科大学画像支援研究会
    • 発表場所
      関西医科大学(大阪府枚方市)
    • 年月日
      2015-02-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SRU: Stepwise Rotation Update of Finite Element Model for Large Deformation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroda, H. Takemura
    • 学会等名
      Asia Haptics 2014
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large Deformation with Haptic Interaction by Stepwise Rotation Update of Finite Element Model2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroda, Y. Uranishi, M. Imura, O. Oshiro, H. Takemura
    • 学会等名
      International Congress and Exhibition Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] AR技術の基礎・発展・実践2015

    • 著者名/発表者名
      天野 敏之,池田 聖,石井 裕剛,石川 智也,一刈 良介,岩井 大輔,内山 英昭,大石 岳史,大隈 隆史,大星 直樹,亀田 能成,神原 誠之,北原 格,清川 清,蔵田 武志,黒田 知宏,黒田 嘉宏,興梠 正克,酒田 信親,柴田 史久
    • 総ページ数
      385
    • 出版者
      科学情報出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] AR技術の基礎・発展・実践2015

    • 著者名/発表者名
      黒田 嘉宏(分担執筆)
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      科学情報出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 代表者の研究紹介ページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/ahchlab/research

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] A-CH Lab 研究紹介ページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/ahchlab/research

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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