| 研究課題/領域番号 |
18K08741
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
柴田 利彦 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10260803)
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| 研究分担者 |
高橋 洋介 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (20464620)
村上 貴志 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (30747978)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 3D画像 / 術中測定 / ロボット支援手術 / ダビンチシステム |
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| 研究実績の概要 |
小切開弁膜症手術における３D計測技術を応用したシミュレーションシステムの開発する研究を行っている。
近年、小切開低侵襲心臓手術が増加している。小さな創部からの両眼立体視が困難とな るため我々は3D内視鏡を用いた手術を行っているが、3D画像データによる三角測定法を 応用し術中3D計測を行うことを考えた。心臓手術おいて術中3 D画像を用いた計測技術 をシミュレーションに応用した報告はない。我々は、学内医工連携プロジェクトとして 「3D画像を応用した三次元的計測」に関する基礎的な研究と協議を進めており、また 3 D-CT画像データから大動脈基部レブリカを作成する手術シミュレーションの開発を行 っている。本研究では3D画像から精度の高い術中計測を行うシステムを開発する。
初年度は3Dカメラ映像から得られた画像を用いて測定精度の確認を行う計画をした。レンズから被写体までの距離、被写体の角度により測定誤差が生じることが予想され、臨床で許容される誤差範囲（0.5mm以下の誤差）をクリアするための方法を検討することとした。またさらに、次年度以降その測定値をもとに選択したデバイス画像を術中画像や4 D-CT画像とスーパーイ ンポーズし、手術シミュレーション方法の構築を目指す。この成果は小切開弁膜症手術 の精度向上の一助になり、ロボット手術など3D環境下手術に応用できると考える。平成30年度は3Dカメラからの得られた画像による誤差を最小限にする工夫を行うことしている。また心臓手術に最近新たに導入された手術支援ロボット（ダビンチ）から得られた術中3D影像も利用して3D計測に利用を考える。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本来、市販されている内視鏡3Dカメラシステムを使用するように助成金額を申請していたが、助成金が減額となったため3Dカメラシステムの構築から変更をせざるを得なくなった。そこで、研究協力者の大阪市立大学大学院工学研究科 高橋教授・吉本助教と相談して3Dカメラシステムの再構築プランを作成することのなった。現在、既存のCCDカメラを利用した3D画像解析システムの実証をおこなっている。計測誤差を最小限にするためには、安定した3Dカメラシステム構築が必須であり、3D計測に十分な機能を有するかを検証しています。また、最近心臓外科でも使用され始めたロボット支援システム（ダビンチ）は、Dカメラシステムを有しており、手術時に3Dカメラ画像を録画しています。この手術画像から3D計測が可能かを検証している最中です。
以上のことから、当初予定していた検証が遅延しておりますが、ダビンチシステムでの3D画像が安定したものであることは確認できており、これを利用した3D測定技術の開発を進めつつあります。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、3D計測技術について2つの方策を立てています。一つはダビンチシステムの3D内視鏡画像を利用した3D計測の検証です。しかしながら、ダビンチシステムは手術室からだせないため、詳細な実験を行うことができないことが問題点です。しかし、実用化されている機器ですのでその3D録画映像から左右のレンズからの安定した画像をえることができるので、これを利用することを始めていまｓ。また、フィルターを通した画像によって色調認識し、これを追尾するようなシステムはダビンチシステムに組み込むことができないため、既存のCCDカメラを利用した3D画像を利用せざるを得ません。研究協力者である工学部と共同でそのシステム構築を行いつつあります。
上記の二本立ての方略で研究を進めています。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初申請時に予定していた3D内視鏡システムが予算上購入困難となり、あらたな3DーCCDカメラシステムを工学部と検討しています。市販で応用可能なCCDカメラの性能を検証中であり、ステレオ撮影による計測がどの程度可能かを調査しています。そのため、昨年度の利用予定の備品費を今年度に使用する計画としました。
一方、臨床にこの技術を応用するためには、できるだけ医療機器承認を得た既存システムでの検討も必要です。そこで現在、3D計測技術について2つの方策を立てています。一つはダビンチシステムの3D内視鏡画像を利用した3D計測の検証です。しかしながら、ダビンチシステムは手術室からだせないため、詳細な実験を行うことができないことが問題点です。しかし、実用化されている機器ですのでその3D録画映像から左右のレンズからの安定した画像をえることができるので、これを利用することを始めていまｓ。また、フィルターを通した画像によって色調認識し、これを追尾するようなシステムはダビンチシステムに組み込むことができないため、既存のCCDカメラを利用した3D画像を利用せざるを得ません。研究協力者である工学部と共同でそのシステム構築を行いつつあります。
上記の二本立ての方略で研究を進めています。
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