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Augmented reality-assisted surgery integrating artificial intelligence and computer vision

融合人工智能和计算机视觉的增强现实辅助手术

基本信息

批准号：
20F20106
负责人：
末永英之
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20106/
关键词：
コンピュータ外科学

项目摘要

外科手術には三次元(3D)の空間認識能力が求められ、医療の完成度は術者の技量に大きく依存することから、医用画像データから構築する術前のコンピュータシミュレーションを用いた高精度な手術支援技術は必要である。人工知能（AI)は、大量のサンプルを用いて学習し、医用画像パターンの識別・分類・定量やロボットアームの制御に有用である。本研究では、これまでの成果である生体内部の解剖学的な立体情報を含む手術環境全体の位置情報を可視化する拡張現実ディスプレイとコンピュータビジョンによる高精度な位置情報制御システムにAIを搭載した。従来のディープラーニングアプローチは、画像ボリューム全体を入力データとして扱うか、ランドマークを個別にのみ検出できるため、計算コストが非常に高くなるか、複数のランドマーク間の空間関係を無視する。したがって、本研究では高速でマルチランドマークのローカライズ機能を備えた自動手術計画モデルをカスタム開発した。術前および術後のコンピュータ断層撮影（CT）の両方からのランドマークデータに基づいて、手術計画モデルをさらにトレーニングする。ランドマークモデルと手術計画モデルの両方を取得した後、術後ランドマークの位置が自動的に予測され、術前CT等の3D画像を用いてAIによる自動手術計画を実施した。実用化に向けてプログラムの性能（手術計画や術後予測の精度等）を確認して改良した。自動手術計画モデルを口腔外科手術用ロボットと統合した。

Three-dimensional (3D) surgery, space literacy, and medical completion are highly skilled, and medical portraits need to be used for high-precision hand-to-hand support. Artificial knowledge (AI), a large number of medical images, and medical portraits are classified into different categories, such as artificial knowledge (artificial knowledge), a large number of medical images, and medical portraits. The results of this study are related to the anatomy of the internal anatomy of the living body. The three-dimensional information of anatomy includes all the location information of the technical environment. It is possible to improve the accuracy of the system. The accuracy of the position information system controls the accuracy of the position information system. The location information of the whole AI environment can be improved. In recent years, we need to pay attention to all the people involved in the production of aircrafts and portraits. We need to make sure that we do not pay attention to each other, that is, we do not need to pay any attention to each other, to calculate the exact price of a car, and to make a copy of the data in the air. In this study, we will be able to prepare for the development of automatic manual engineering projects. Before and after the meeting, we need to make sure that there is a summary of the film (CT). The party is responsible for the preparation of the basic information and the technical plan. In order to improve the performance of the manual project, the recipient will use the AI automatic manual drawing system for 3D portraits, such as the automatic positioning system, the pre-art CT, and so on. Use the equipment to improve the performance (the accuracy of the technical plan, etc.) to confirm the improvement. The automatic manual program is used in oral surgery for the purpose of the integration of dental surgery.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Autonomous Surgical Robot With Camera-Based Markerless Navigation for Oral and Maxillofacial Surgery

DOI：
10.1109/tmech.2020.2971618
发表时间：
2020-02
期刊：
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
影响因子：
0
作者：
Qingchuan Ma;E. Kobayashi;H. Suenaga;Kazuaki Hara;Junchen Wang;K. Nakagawa;I. Sakuma;K. Masamune
通讯作者：
Qingchuan Ma;E. Kobayashi;H. Suenaga;Kazuaki Hara;Junchen Wang;K. Nakagawa;I. Sakuma;K. Masamune

人工知能、コンピュータビジョン、拡張現実を用いた手術支援

使用人工智能、计算机视觉和增强现实的手术支持