肝切除術における温度測定サーマルカメラによる臓器測定法の研究

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目的：われわれは、脈管などの不可視部位を提示する肝切除ナビゲーションの実現を最終目的として、これまでに3Dカメラセンサーを活用した肝切除ナビ開発を行ってきており、臓器変形対応技術を持っている。共同研究者の黒田ら（筑波大学システム情報系）が研究している温度測定サーマルカメラを用いてエネルギーデバイスによる切離線を熱画像シーケンスから推定する手法を用いた肝切除ナビゲーションの開発を目指している。方法：一般に臓器の切離、切開においては、電気メスをはじめとする外科手術用エネルギーデバイスが用いられる。その切離の原理は、デバイス先端の温度を急上昇させて細胞中の水分を蒸発させることで細胞を破壊し切開する。切離された領域は高温になるため、高温な領域を温度測定サーマルカメラで撮影した熱画像から取得することで切離線を推定することが可能である。そこで、切開した臓器の熱画像シーケンスからエネルギーデバイスによる熱源を機械学習（AI）によって復元する手法を確立する。電気メスや超音波メスなどのエネルギーデバイスの先端を食肉に数秒間接触させ離した後にサーマルカメラで動画像を記録し、学習用データ、正解データ、訓練用データ、検証データ用フレームを用意しデータセットをAIに読み込み熱源を復元できるかを検証した。結果：現在、AIが出力したデータを、画像類似度指標（MSE、PSNR、ユークリッド距離）や、温度分布の三次元プロットにより正確性を検証しており結果が期待される。