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2021 年度 実績報告書

生体構造に適した、実空間に表示可能な四次元画像表示装置の開発とその臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H00857
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

鈴木 直樹  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40147327)

研究分担者 花房 昭彦  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (10547839)
坂井 滋和  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60264123)
宮脇 剛司  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70246445)
橋爪 誠  一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 特別研究員 (90198664)
服部 麻木  東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (90312024)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード四次元画像表示装置 / 四次元データ / 手術ナビゲーション
研究実績の概要

2022年7月までに分散型プロジェクションユニットの製作と最終装置への統合を行って空間画像生成装置を完成し、システムを調整して生成される幾何学的4次元画像の空間分解能の計測を行った。
4次元画像の空間表示においてキー技術となったのは、表示空間に貯留させるミストの流れを安定化させること、そして空間に照射する投影画像の精度を上げることであった。2021-2022年度においてミスト生成方法を変更し、画像表示空間用ミストの流れを上下逆転させることで、より安定化を図ることができた。
また空間に照射する投影画像の精度を上げるためには、プロジェクション数を増やすだけでなく、プロジェクション方向の精密な設定を可能とすることで最終的な表示画像の空間分解能を高められた。さらに表示空間分解能を上げる手段、ならびに表示された画像の認識率を上げるために、投影するプロジェクションデータのソフトウェアによる適正なエンハンスメント処理が必要と判明し、これも開発することができた。
この装置を用いた臨床的な応用法の検討については、外科、形成外科、および整形外科の領域での実際の症例を用いた検証を実施している。外科領域では肝内腫瘍とその周囲の血管系に関し、腫瘍と血管各部との距離が直感的に把握しやすい画像とすることができた。さらにそれらの位置関係の把握にも優れていることが判明した。またこの直感的把握は、適切な色彩を各対象に配分することでさらに効果をあげることもわかった。
形成外科、整形外科領域では、上下肢における関節領域での動きに関与する骨格筋の相互作用、ならびにそれより内部に位置する関節内部構造が時空間的に把握しやすい画像とすることができた。特に稼働部位の空間的な運動方向の認識、相対的速度の変化も認識しやすいことがわかった。
これらの成果は2021 , 2022年の第30回、第31回日本コンピュータ外科学会大会で発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Development of recognised position-guided navigation system2021

    • 著者名/発表者名
      Kanehira M, Okamoto T, Abe K, Yasuda J, Onda S, Futagawa Y, Ikegami T, Suzuki N, Hattori A
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: 17(6) ページ: e2322

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒトの4次元現象を空間に投影するための表示システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠,西和彦
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] Digital Body Projectとヒトの全身の内部構造の診断,解析を行なうための表示システム2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,大滝正子,西和彦
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 術者の複数の視点におけるナビゲーション情報を呈示するための多視点型手術ナビゲーションシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,岡本友好,坂井滋和,半田晴久
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 4次元情報を活用した複数の視点を持つ手術ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 坂井滋和, 半田晴久
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] CTと3次元画像解析システムを用いた外反母趾足と健常足の中足骨の捻れの評価 -治療に直結する医工連携の形-2021

    • 著者名/発表者名
      木村正, 窪田誠, 木原匠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 健常者における3DCTを用いたwindlass mechanismの解析2021

    • 著者名/発表者名
      木原匠, 木村正, 窪田誠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 4次元表示装置による患部の構造の空間表示2021

    • 著者名/発表者名
      坊英明, 服部麻木, 鈴木直樹, 西村礼司, 松浦愼太郎, 宮脇剛司
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] ICG 蛍光内視鏡を併用した新たなイメージガイド型ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡本友好, 二川康郎, 松本倫典, 阿部恭平, 鈴木直樹, 服部麻木, 安田淳吾, 恩田真二, 池上徹
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] ICG 情報と標的臓器構造モデルを統合した腹部手術用 AR 型ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 二川康郎, 松本倫典, 阿部恭平, 安田淳吾, 恩田真二, 池上徹, 半田晴久
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 多視点型手術ナビゲーションシステムに搭載する術野変形情報取得のためのリアルタイム計測システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 坂井滋和, 半田晴久
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 健常者における荷重位3D-CTを用いたWindlass Mechanismの動的解析2021

    • 著者名/発表者名
      木原匠, 木村正, 窪田誠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会

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公開日: 2023-12-25  

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