2009 Fiscal Year Annual Research Report
三次元インテグラルビデオグラフィ画像による膝関節手術の画像誘導システムの開発
Project/Area Number |
09J09746
|
Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
TRAN Huy Hoang The University of Tokyo, 大学院・情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
|
Keywords | 三次元画像 / Integral Videography / 手術ナビゲーション / GPUコンピューティング |
Research Abstract |
本研究では手術支援システムのための三次元Integral Videography(IV)立体画像の臨床応用化を目的とし、従来の画像における問題点及び手術現場に導入する時に生じる問題点の解決を目指す。 IV画像により手術を誘導するために、手術の進展に応じて、リアルタイムでIV画像を更新しなければならない。本年度は、IV画像において最も問題とされる低いレンダリング速度を解決することを計画した。 三次元IV画像の作成方法として,CTやMRIによる三次元画像データをそのまま表示するボリュームレンダリングと、表面情報を抽出したモデルを多彩なコンピュータグラフィックス(CG)効果を加えて表示可能な画素分配法が開発される.画素分配法は手術対象となる患部だけではなく、手術器具、計画した手術経路や他の術中の情報を立体的に表示することが出来、高い表現力を持っているが,複雑な計算が多く,リアルタイムでレンダリングすることが困難である. 本年度では、画素分配法を完全にレンダリングハードウェア(GPU)に実装することに成功しました。これまでは、計算をを担当するハードウェア(CPU)と表示を担当するハードウェア(GPU)は異なっているので、データの転送時間やCPUの計算能力の限界により処理時間が長かった。今回の成果により、レンダリング速度は最大9倍速くなり、大抵の場合は10fps(frame/sec)以上の手術に十分な速さとなった。また、開発したアルゴリズムを広く利用される医用画像ソフトウェアである3D-Slicerにモジュール化し、他の機能と組み合わせた。 今回の成果を利用し、リアルタイムかつ直感的なイメージオーバーレイ表示システムを構築した。イメージオーバーレイ表示システムとは、三次元画像を直接手術部位に表示することにより術者は視線を移動しなくても手術できる画像誘導システムである。また、臨床におけるシステム有効性を評価するために様々な実験を行った。
|
Research Products
(5 results)