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本研究は、CTやMRIなどの脳の断層像上に開頭手術時の作業位置を重畳してオンライン表示する多関節型ナビゲータを実用化するうえでの問題点となっている位置較正精度を向上させること、及び画像表示方式の改良を目的としている。本年度は、位置精度の向上のために主として以下の3点に重点を置いて研究を進めた。
1.画像読み込み時のズレの除去:当研究を開始した時点では、CTやMRI画像をコンピュータにとり込む際にテレビカメラを用いていたため、レンズ系の歪や、画像セットのズレなどにより、断層像内の較正用マーカ点及び病巣位置が大きな誤差を伴ったままでコンピュータに入力されていた。そこで本研究ではイメージスキャナを用いる方法を使用し、この際の問題点である透過画像のとり込み方法について実験的検討を行い、インバータ方式の高輝度蛍光管を配列した補助照明によって高品質、高精度の画像入力が可能となった。
2.アーム位置の誤差対策:6関節アームの特に基底部にあるポテンシオメータの非直線性がアーム先端位置算出の際に誤差原因となっていたため、今回の試作アームでは線形性の特にすぐれたものを選別使用することで誤差の低減が計れた。
3.手術中の頭部の位置ズレ:試作装置を手術現場で使用してみると、較正が終了して手術を行っている間に、頭部の固定がゆるみ、再度較正を行う必要が多々生じた。しかしながら開頭後はNasion等の較正点をアーム先端でアクセスする事が因難である。そこで開頭時に仮の較正点を3点(例えば開頭部の骨の上)設け、この点をもとに座標変換を行い、ズレの自動補正を行うアルゴリズムを完成させた。
以上3点の改良により、ナビゲーションの精度・信頼性を大巾に向上させることができた。
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