A STUDY ON VIRTUALIZED ENDOSCOPE AND SURGERY SIMULATION

虚拟内窥镜与手术模拟的研究

• 批准号: 09558033
• 负责人: SAITO Toyofumi
• 金额: $ 7.42万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09558033/
• 关键词: Image processing; Surgery simulation; Endoscope; Computer graphics; Virtual reality; Elastic model; Navigation diagnosis; Medical image; 仮想化内視鏡

Based on progress of computational power and 3D medical imaging technology, a surgical simulation system using virtual reality techniques is becoming to be practical. In this study we tried to the following subject.(1) Improving user interface of surgery simulation systemWe are developing a surgery simulation system. We suggest an idea to cover the weak point of "beam-cursor method", evaluate their operations, and find our idea effective. Next, we enable more complex simulations by adopting hierarchical grouping function in our system.(2) an elastic organ model for surgical simulationWe constructed an elastic model of organ by employing mass and spring. Deformation of organ is performed by calculating movements of each mass point caused by force of springs. We introduce a new calculation method which determine movement of each mass point by using only the distance between each mass point.(3) generating a virtually stretched image of the stomachWe have developed a method for generating virtually a stretched image of the stomach. A three dimensional stretched abdominal CT image is generated from an original CT image by using the elastic model of stomach and a non-liner transformation.

基于计算能力和三维医学成像技术的进步，基于虚拟现实技术的手术仿真系统正变得越来越实用。在本研究中，我们尝试了以下几个方面的内容。(1)改进手术仿真系统的用户界面。我们提出了一种弥补“束-光标法”的弱点的想法，并对它们的操作进行了评估，发现我们的想法是有效的。其次，我们在系统中采用了分层分组的功能，使得更复杂的模拟成为可能。(2)用于手术模拟的弹性器官模型我们利用质量和弹簧构造了器官的弹性模型。器官的变形是通过计算由弹簧力引起的各质点的运动来实现的。我们介绍了一种新的计算方法，仅利用每个质点之间的距离来确定每个质点的运动。(3)生成胃的虚拟拉伸图像我们开发了一种生成实际上胃的拉伸图像的方法。利用胃的弹性模型和非线性变换，从原始CT图像生成三维拉伸的腹部CT图像。

项目成果

船橋,健司: "3次元仮想空間における仮想手による物体操作モデルとー実現法" 電子詳報通信学会論文誌. J81-D-II,5. 822-831 (1998)

Funabashi, Kenji：“在三维虚拟空间中使用虚拟手的对象操作模型和实现方法”，电子、电信和通信工程师学会汇刊 J81-D-II，5. 822-831 (1998)。

伊達 宣之: "3次元腹部CT像を用いた仮想胃展開像作成手法の改善"電子情報通信学会技術研究報告(医用画像). 99・583. 37-42 (2000)

Nobuyuki Date：“使用3维腹部CT图像的虚拟胃扩张图像创建方法的改进”IEICE技术研究报告（医学成像）99・583（2000）。

Takayuki KITASAKA: "Extraction of lung region from 3D chest X-ray CT images by using shape model information of lung"Proceedings of The 11th Scandinavian Conference on Image Analysis. 2. 841-848 (1999)

Takayuki KITASAKA：“利用肺部形状模型信息从 3D 胸部 X 射线 CT 图像中提取肺部区域”第 11 届斯堪的纳维亚图像分析会议论文集。

SAITO,Toyofumi: "Knouledge Discovery through the Navigation Inside the Human Body" Lecture Notes in Artificial Inteligence. 1532. 449-450 (1998)

SAITO，Toyofumi：“通过人体内部导航进行知识发现”人工智能讲座笔记。

伊達宣之: "3次元腹部CT像を用いた仮想胃展開像作成手法の改善"電子情報通信学会技術研究報告(医用画像). 99・583. 37-42 (2000)

Nobuyuki Date：“使用3维腹部CT图像的虚拟胃扩张图像创建方法的改进”IEICE技术研究报告（医学成像）99・583（2000）。