| 研究課題/領域番号 |
15K01330
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
金治 新悟 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (10637052)
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| 研究分担者 |
角 泰雄 神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (00529521)
中村 哲 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (10403247)
掛地 吉弘 神戸大学, 医学研究科, 教授 (80284488)
大竹 義人 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (80349563)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | コンピュータ外科学 / 3D内視鏡 / 腹腔鏡トレーニング / 画像認識による３次元動作の追跡法 / 反射用マーカーによる３次元動作追跡法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，3-Dimensional (以下，3D) 内視鏡において立体視の有用性を示し，器具先端の画像認識による3次元動作追跡法を開発することを目的とする。さらに画像認識を用いた手術操作の3次元軌跡データから教育システムを構築する。具体的には，3D内視鏡を用いて立体視が手術操作にもたらす有用性を，3Dモニターでの器具先端の操作軌跡距離が2D に比べて短いことで明らかする。3次元動作追跡法として画像認識を用いる新しい方法を開発し，この追跡精度が反射用マーカーを用いる従来の方法に対して劣らないことを検証する。さらに，手術器具先端を画像認識することで3次元動作追跡し，術者ごとの手術操作を3D軌跡データとしてデータベース化する。これにより，熟練者による模範モデルを確立し，3D 内視鏡手術の新しい教育システムを開発する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
トレーニングボックスにおいて光学式トラッカー(Micron Tracker)を用いて鉗子の動作解析を行い、3D内視鏡の立体視が2Dの平面視に比べて、操作距離の短縮をもたらすことを明らかにした(Nishi M, Kanaji S et al, Surgery.2016)。さらに、新しい内視鏡手術の動作解析法としてRGB画像と3D内視鏡画像から人工知能を用いて術具形状を自動認識するアルゴリズムを開発した。これにより手術映像のみから術具の形を自動的に抽出し、3D内視鏡のステレオ映像より術具の3次元座標位置を取得し、術者の動作を3次元追跡することが可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、多数の内視鏡動画において術具形状のannotation作業を行うことで機械学習を行い、現在開発した術具形状を自動認識するアルゴリズムを高い精度で確立する。術者ごとの手術操作をデータベース化し、本アルゴリズムを用いて技術レベルによる操作軌跡の違いを明らかにする。
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