高速臓器幾何計測による術中腹腔鏡下データヒュージョンと小型手術ロボットシステム

使用高速器官几何测量和小型手术机器人系统进行术中腹腔镜数据融合

• 批准号: 14750190
• 负责人: 林部 充宏
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750190/
• 关键词: 内視鏡下手術; 手術ナビゲータ; 3次元形状計測; 干渉警告; 手術ロボット; 半導体レーザ; 高速度カメラ

本年度は腹腔鏡画像に対して腹腔内の3次元幾何を反映した情報をData Fusion表示することで,術者に対して病巣までのナヒゲーション機能を提供するシステムを開発した.ブタを用いた実験により本システムの有効性を確認した.実験の1週間前にあらかじめ腹部のCTを血管系を造影した状態で撮影し,術前臓器モデルの作製を行った.実験時には術中の臓器形状に基づき,術前の臓器モデルをレジストレーションすることで腹腔鏡画像上に血菅系等をナビゲーション表示することができた.また本システムでは高速画像処理により1秒間あたり6フレームで形状を更新可能であるため,呼吸による臓器の移動に追従して変化する内部構造の重畳表示を行うことができた.また高速度カメラを用いたシステム以外に本年度はPCプロジェクタとDVカメラを用いて術中での生体変形を計測する手法を開発した.対象となる生体に対しPCプロジェクタによりマルチスリットパターンを投影し,キャリブレーションされた2台のデジタルビデオカメラにより同期撮影して形状情報を得る.カラー元画像との対応関係によりテクスチャ座標を算出し,術野ビデオ画像からテクスチャマッピングを行った.3Dサーフェスデータとテクスチャのレンダリングによりリアルタイムに術野3Dマップを可視化する機能を持たせた.開腹手術のような環境であれば汎用のデジタルビデオカメラを用いて安価で簡便なシステムで生体の変形を計測可能なことが確認できた.小型手術ロボットに関しては内視鏡の先端部レンズの左右に装備した鉗子を先端に持つアームを装備したワイヤ駆動方式内視鏡ロボットを設計した.摘出臓器を用いた実験により,左右のロボットアームの動作範囲,発生トルクの計測を行い,実際の手術が可能であるかの基礎的検討を行った.次に機能的な検証に伴う改良の後,ブタを用いた動物実験により胃の粘膜層切除術等を行うことができた.

This year, the laparoscopic imaging system provides a three-dimensional geometric representation of the abdominal cavity. This is the first time I've ever seen a woman. A week ago, CT angiography of the abdomen was performed, and the operation of the preoperative CT angiography was performed. The shape of the instrument during operation is based on the shape of the instrument before operation. The blood system on the laparoscopic image is represented by the shape of the instrument before operation. This article describes the high-speed image processing in one second, the shape update is possible, the breathing, the movement of the device, the tracking, the internal structure and the re-expression of the line. In addition to the high speed and high speed applications, this year's PC platform and DV platform applications have been developed to measure the shape of organisms. The image of the living body is projected on the PC screen, and the image of the living body is projected on the PC screen. The image of the living body is projected on the PC screen, and the image of the living body is projected on the PC screen. The function of calculating the coordinates of the original image and the corresponding image is maintained. The environment of open surgery may be used to determine the possible shape of the organism. Small surgery: endoscope tip, left and right equipment, forceps tip, equipment, mobile endoscope tip, design In the middle of the extraction device, the operation range of the left and right parts of the extraction device is realized, the calculation of the extraction device is carried out, and the basic investigation of the actual operation is carried out. The second function of the test is accompanied by improvement, the use of animals, stomach mucosa resection, etc.

项目成果

林部 充宏, 鈴木 直樹, 中村 仁彦: "腹腔鏡下における変形する臓器表面の高速3次元形状復元"第41回日本ME学会大会. 23-08 (2002)

Mitsuhiro Hayashibe、Naoki Suzuki、Hitoshi Nakamura：“腹腔镜手术下变形器官表面的高速 3D 形状重建”第 41 届日本 ME 协会会议（2002 年）。

Mitsuhiro Hayashibe, Naoki Suzuki, Asaki Hattori, Yoshihiko Nakamura: "Intraoperative Fast 3D Shape Recovery of Abdominal Organs in Laparoscopy"Proceedings of Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention 2002. 356-363 (2002)

Mitsuhiro Hayashibe、Naoki Suzuki、Asaki Hattori、Yoshihiko Nakamura：“腹腔镜检查中腹部器官的术中快速 3D 形状恢复”医学图像计算和计算机辅助干预论文集 2002 年。 356-363 (2002)

林部 充宏, 鈴木 直樹, 服部 麻木, 中村 仁彦: "リアルタイム三次元形状復元とテクスチャマッピング機能をもつレーザスキャン内視鏡システム"第11回日本コンピュータ外科学会大会論文集. 35-36 (2002)

Mitsuhiro Hayashibe、Naoki Suzuki、Asaki Hattori、Hitoshi Nakamura：“具有实时三维形状重建和纹理映射功能的激光扫描内窥镜系统”日本计算机外科学会第 11 届年会论文集 35-36（2002 年）。 ）

林部充宏, 鈴木直樹, 服部麻木, 鈴木薫之, 大竹義人, 小林進, 橋爪誠: "内視鏡手術,ロボット手術のためのナビゲーション機能の開発"日本医用画像工学会(JAMIT)誌. 22・2(印刷中). (2004)

Mitsuhiro Hayashibe、Naoki Suzuki、Asaki Hattori、Kaoruyuki Suzuki、Yoshito Otake、Susumu Kobayashi、Makoto Hashizume：“内窥镜手术和机器人手术的导航功能的开发”日本医学影像工程学会杂志（JAMIT）22・2（。正在出版）（2004）。

林部充宏, 鈴木直樹, 服部麻木, 鈴木薫之, 大竹義人, 中田典夫, 小林進, 中村仁彦: "PCプロジェクタとDVカメラを用いた術中での生体変形計測法の開発"第12回日本コンピュータ外科学会大会論文集. 161-162 (2003)

Mitsuhiro Hayashibe、Naoki Suzuki、Asaki Hattori、Kaoruyuki Suzuki、Yoshito Otake、Norio Nakata、Susumu Kobayashi、Hitoshihiko Nakamura：“使用 PC 投影仪和 DV 摄像机开发术中生物变形测量方法”第 12 届日本外科学会计算机会议记录。 161-162 (2003)