人工知能、拡張現実、コンピュータビジョンを用いた手術支援システムの開発

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外科手術には三次元的な空間認識能力が求められ、医療の完成度は術者の技量に大きく依存することから、医用画像データから構築する術前のコンピュータシミュレーションを用いた高精度な手術支援技術は重要である。AIは、大量のサンプルを用いて学習し、医用画像パターンの識別・分類・定量やロボットアームの制御に有用である。これまでに、術野カメラを用いたコンピュータビジョン（人間の視覚システムが行うことができるタスクを自動化する技術）により画像認識でマーカーを用いずにコンピュータ断層撮影（CT）等の画像（コンピュータ空間）と患者位置（現実空間）の空間的対応関係を求める処理（レジストレーション）を行う拡張現実（AR）技術の開発を行ってきた。マーカーを用いずに術野カメラから得られた画像情報を処理して患者の位置情報を正確に把握する。歯などをマーカーの代用にして自動かつ高精度のリアルタイムなCT画像-患者位置合わせを実現して、AR表示する。しかし、現状では術前CT等の3D画像から3D画像処理ソフトウェアを用いて、外科医が自分で手術シミュレーションなどにより手術計画を立案する必要がある。外科医が全例に手術前に自分で数時間を要して手術シミュレーションを実施するのは困難であり、手術シミュレーションも術者の経験や勘によるものである。本課題により人工知能（AI）による自動手術計画の立案や数年後の予測・シミュレーションなどが可能となり、AIによる3D-CT画像や手術シミュレーション画像をAR表示する。