インテグラルビデオグラフィ三次元高臨場感ディスプレイによる手術空間の構築

本研究では、立体三次元表示高臨場感ディスプレイで手術空間を再構築して外科医に提供する手術支援システムの開発に取り組んだ。具体的には1)医療用立体三次元表示ディスプレイ、Integral Videography (IV)の高臨場感ディスプレイの開発従来のIVディスプレイ構成法では実現不可能とされている長視距離・大型ディスプレイを実現するため新たな構成法を紹介し、長視距離型IV大型ディスプレイの可能性を検証した。両眼視差に基づく立体感は視距離の二乗に反比例するため、従来は困難と考えられていた長視距離での裸眼立体視であるが、長視距離に適した画像生成方式を考案、考察することにより、数メートルの距離から観察しても手の届くところまで飛び出す三次元画像の表示方法を開発した。2)術野の実画像と内部臓器の不可視画像をIV三次元画像として統合する手術空間の計算構築環境の開発、整備開発したディスプレイと手術空間の実画像と内部不可視画像の統合表示の構築により、人体内部の正しい位置に表示出来るようになった。歪みのない真の三次元空間投影動画像IVの作成手法およびIVを用い開発した手術支援用の表示方法は、客観的に三次元情報を把握できることが確認された。更に治療中の臓器の移動や変形などのリアルタイムモニタリングが可能となるため、低侵襲治療システムの適用症例は広がり実用化を促進した。3)開発されたシステムの評価実験開発システムを用いて、モダリティの医用画像装置から得られた画像データをそのモダリティにあった形で表示する手法を検討した。また、治療に際して重要になる患者との重ね合わせにおいては、膝関節整形外科領域における評価を行い、手術の要求仕様や具体的な使途、さらには手術シナリオにおける開発したシステムの位置づけなども検討した。

本研究では、立体三次元表示高臨場感ディスプレイで手術空間を再構築して外科医に提供する手術支援システムの開発に取り組んだ。具体的には1)医療用立体三次元表示ディスプレイ、Integral Videography (IV)の高臨場感ディスプレイの開発従来のIVディスプレイ構成法では実現不可能とされている長視距離・大型ディスプレイを実現するため新たな構成法を紹介し、長視距離型IV大型ディスプレイの可能性を検証した。両眼視差に基づく立体感は視距離の二乗に反比例するため、従来は困難と考えられていた長視距離での裸眼立体視であるが、長視距離に適した画像生成方式を考案、考察することにより、数メートルの距離から観察しても手の届くところまで飛び出す三次元画像の表示方法を開発した。2)術野の実画像と内部臓器の不可視画像をIV三次元画像として統合する手術空間の計算構築環境の開発、整備開発したディスプレイと手術空間の実画像と内部不可視画像の統合表示の構築により、人体内部の正しい位置に表示出来るようになった。歪みのない真の三次元空間投影動画像IVの作成手法およびIVを用い開発した手術支援用の表示方法は、客観的に三次元情報を把握できることが確認された。更に治療中の臓器の移動や変形などのリアルタイムモニタリングが可能となるため、低侵襲治療システムの適用症例は広がり実用化を促進した。3)開発されたシステムの評価実験開発システムを用いて、モダリティの医用画像装置から得られた画像データをそのモダリティにあった形で表示する手法を検討した。また、治療に際して重要になる患者との重ね合わせにおいては、膝関節整形外科領域における評価を行い、手術の要求仕様や具体的な使途、さらには手術シナリオにおける開発したシステムの位置づけなども検討した。