| 研究課題/領域番号 |
26462315
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
小橋 昌司 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00332966)
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| 研究分担者 |
吉矢 晋一 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (00201070)
中山 寛 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (20461056)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 計算機整形外科手術支援 / 前十字靭帯 / ＭＲＩ画像解析 / コンピュータ手術支援 / ソフトコンピューティング |
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| 研究実績の概要 |
前十字靭帯(ACL)再建術の術前計画支援，術中支援を目的に，術前撮影した膝関節の３次元ＭＲ画像の知的画像解析に基づく下記研究項目を実施した．
研究実績１： 膝関節の３次元ＭＲ画像から，膝関節の疑似正側面単純Ｘ線画像を自動生成するため，膝関節の３次元位置姿勢の認識が必要である．本研究では膝関節の大腿骨外顆，内顆の後方，下方領域をファジィ領域として自動認識し，両領域において大腿骨外顆，内顆のファジィ合致度を算出，これを最大化する姿勢を自動探索することで，疑似正側面単純Ｘ線画像を自動生成する．さらに同疑似正側面単純Ｘ線画像からBlumensat's lineを自動検出，Quandrant法に基づき統計的なAM，PL靭帯付着部位を自動決定する手法を提案した．
研究実績２： 術中手術支援を目的に，膝皮膚上より，膝内部の骨，筋肉，靭帯，血管などをリアルタイムに可視化する，拡張現実感システムを試作した．同システムでは，術前に撮影した膝ＭＲ画像より膝内部の骨，筋肉，靭帯，血管領域を３次元再構築し，術中においては，膝の位置，姿勢をリアルタイムに認識，コンピュータグラフィックスで実空間カメラ画像に重畳表示する．これにより，術者のいかなる視点においても，患者膝関節内の状況把握が可能となる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
術前の膝３次元ＭＲ画像から，疑似正側面単純Ｘ線画像の自動生成法がほぼ確立した．さらに，Quadrant法に基づくＡＭ，ＰＬ靭帯の付着位置も自動計測可能である．これらは従来の医師の手作業による手法を完全自動化するもので，当初の計画以上に進展した．
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| 今後の研究の推進方策 |
同年度の研究実績を基に，次年度は下記研究項目を実施する．
研究項目１： 疑似正側面単純Ｘ線画像上で決定された統計的なAM，PL靭帯付着部位から，膝関節内の骨表上の３次元位置を算出する．これにより，術前において骨孔を開孔するための関節内の３次元位置，さらに膝関節付近での血管，筋肉等の軟部組織の３次元構造が決定できたため，骨孔を開孔する位置，方向を３次元的に術前計画することが可能となる．
研究項目２： 本研究の応用として，ＣＴ画像を用いた術後の骨孔位置の全自動３次元定量化手法を提案する．これにより現在医師が手動で行っている術後評価を自動化することが可能となり，画像解析処理の高速化，解析精度の高精度化・頑健化が行える．より多くの症例に対して解析，データ収集することで，統計解析や人工知能解析適用実験を行う．
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