Development of technique for three-dimensional panorama observation of digestive tract with an endoscopy which mounted a compound eye system.

开发利用搭载复眼系统的内窥镜对消化道进行三维全景观察的技术。

• 批准号: 18K08003
• 负责人: 渡部 健二
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K08003/
• 关键词: 消化器複眼内視鏡; 三次元パノラマ; ステレオマッチング; フレームマッチング; 三次元パノラマ観測技術; 複眼消化器内視鏡

我々は複眼内視鏡を用いた三次元パノラマ観測技術を確立しようとしている。本研究はその概念実証であり、三次元パノラマの技術的基盤の確立が本研究の目標となる。2018年度は研究環境の整備を行い、2019年度はシミュレーションモデルおよび生体ex vivoモデルでの検討を行った。１）シミュレーションモデル：円柱の内腔に直径1cmの正方形模様を張り付け、複眼内視鏡を80mm移動させながら連続して画像を取得した。前後フレームのマッチングにより移動量を推定、画像をつなぎ合わせることで三次元パノラマを作成した。a）移動量推定精度：直径26mm円柱で0.8mm、直径31mm円柱で1.0mm、直径36mm円柱で誤差1.2mmであった。b）形状認識精度：三次元パノラマで再構築された正方形の一辺の長さの推定は、直径26mm円柱で誤差0.51％、直径31mm円柱で誤差0.63%、直径36mm円柱で誤差0.47％であった。２）生体ex vivoモデル：豚の食道を円柱の断面の上に載せ、直径1cmの正方形を張り付けた。複眼内視鏡は同モデルに平行して80mm移動させ同様の解析を行った。移動量推定の誤差は0.8mm、正方形の測定誤差は0.66％であった。2020年度は研究代表者の異動および新型コロナウイルス感染症の感染拡大により実験は停止状態となったが、三次元パノラマの技術的基盤の確立に関するこれまでの基礎的研究成果を論文発表した。感染症の収束を期待して2021年度に研究延長申請を行い、今後の課題であるステレオマッチングの向上、複雑なシミュレーションモデルでの検証について共同研究者とオンラインで打ち合わせを行ったが、感染症は収束せず研究継続は困難と判断して本研究を廃止した。

We will make sure that the three-dimensional system technology is used to make sure that the system is correct. The purpose of this study is to establish the basis of the concept and three-dimensional technology of this study. In 2018, we will conduct research on the environment. In 2019, we will study the environment. In 2019, we will conduct ex vivo health research. 1) make sure that the diameter of the column, the diameter of the 1cm, the square model, and the 80mm in the compound eye can be used to get the picture. Before and after the calculation, the amount of movement is presumed, and the portrait is made in three dimensions. A) estimation accuracy of displacement: diameter 26mm column 0.8mm, diameter 31mm column 1.0mm, diameter 36mm column differential 1.2mm column. B) shape recognition accuracy: three dimensions, one square, 0.51% diameter 26mm column, 0.63% diameter 31mm column, 0.47% diameter 36mm column. 2) living ex vivo: the diameter of the 1cm is square and square on the cross section of the esophagus. In the copy eye, the data will be parsed in parallel with each other, and the 80mm will be moved in parallel. The amount of movement is presumed to have a difference of 0.8mm, and a square measurement of a difference of 0.66%. In 2020, the representative of the research conducted a series of research activities on the basis of the current status of infectious diseases, and three-dimensional technology. The results of the research are listed in the table. The infectious disease group is looking forward to the extension of the study in 2021. In the future, the application for the study of the infectious disease will be extended. In the future, it will be necessary to make a copy of the problem. The co-researcher will be able to evaluate the difficulty of this study.

项目成果

Three-Dimensional Panorama Image of Tubular Structure Using Stereo Endoscopy

使用立体内窥镜获得管状结构的三维全景图像

• DOI: 10.24507/ijicic.16.03.799
• 发表时间: 2020
• 期刊: International Journal of Innovative Computing, Information and Control
• 作者: Kayo Yoshimoto;Kenji Watabe;Mizuki Tani;Tetsuji Fujinaga;Hideki Iijima;Masahiko Tsujii;Hideya Takahashi;Tetsuo Takehara and Kenji Yamada
• 通讯作者: Tetsuo Takehara and Kenji Yamada