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2019 年度 研究成果報告書

整形外科手術前計画に役立つ紙ベースのラピッドプロトタイピングシステムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 16K01422
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関明治大学

研究代表者

ディアゴ ルイス・アリエル  明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (20467020)

研究分担者 篠田 淳一  明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (60266880)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード折り紙工学 / 機械学習 / 医療ロボット / ホログラフィックニューラルネットワーク / ファジィ数量化理論
研究成果の概要

3次元ラピッドプロトタイピングシステム(RPS)は、革命を起こす技術として脚光を浴びている。しかし、RPSは3次元の生成の際、長い時間を要し、コストも高いという欠点も有す。これらの欠点を除くため、紙ベースの実物コピーモデルを作るために二次元に展開した型紙のパターンを作るという新しいP-RPSの開発を実施している [科学研究費基盤 (C) No.26420211:リバースエンジニアリング技術を援用した型紙生成アルゴリズムの研究]。これに対し、本研究の目的は、現行のP-RPS で外科手術計画の適用可能領域を広げるための技術開発である。

自由記述の分野

画像工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、P-RPSを整形外科手術前の計画に拡張した。1)X線画像から3次元データを開発し、2)折り紙ロボットを開発して、紙モデルを自動的かつ迅速に作成した。骨の3D再構成の精度を向上させるために、ポリゴンメッシュの代わりに陰関数を使用。ファジィ数量化理論を組み込んだホログラフィックニューラルネットワーク(FQHNN)により、人間の操作に基づいて折り紙ロボットに折り方を教える。当初の計画どおり、プロトタイプは作成され、病院環境とは異なる材料でシミュレーションは動作できるようになった。このプロトタイプが、実際に臨床環境に導入される事が本研究の主な目的である。

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公開日: 2021-02-19  

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