Accuracy estimation and improvement of surgical navigation system based on error probability distribution and error propagation model

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令和4年度では，ナビゲーションの誤差解析の中でも，術者がナビゲーション画面を目視して術具位置を合わせる際の人的要因についてモデル化をし，人的要因を考慮した誤差推定値が実験結果と一致するか評価を行った．人的要因については画面上の計画線と術具線の位置および姿勢の誤差の認識できる確率（弁別能）として定義した．これは，誤差を認識できた場合，ナビゲーション画面に基づいて術具位置を調整するため，誤差を認識できなかった場合に誤差として残るからである．被験者に対して，弁別能の測定を行った結果，個人差がありつつも全ての被験者において弁別能はシグモイド曲線でモデル化できることを確認した．次に，弁別能を用いた誤差解析手法について検討した．術具が計画に対して，ある誤差の時のナビゲーション画面へ投影を計算し，その投影結果に対して弁別能から誤差検出確率を算出する．これを十分な範囲の術具位置・姿勢に対して求めることで，術具の位置・姿勢誤差に対する誤差確率マップを得ることができる．この確率を重みとした誤差の事情平均平方根を求めることで誤差推定値を得ることができる．ナビゲーションに基づいた術具の位置合わせ精度と推定値を比較することで，本モデルの評価を行った．結果より，様々な投影方向に対しモデルと実験結果は非常によく一致し，弁別能を含む誤差解析が適切であることが確認された．以上の結果を国内学会で発表1件と，国際会議・論文（査読中）を進めている．