心臓手術を支援するシステムを、医学部と共同研究。

本学医学部の心臓血管外科からお話をいただき共同研究をスタートしました。僧帽弁膜閉鎖不全症の患者さんには、「弁形成術」といって人工弁輪と呼ばれるリングを埋め込む手術を行います。その際にリングのサイズ選定のために病変部を計測する必要があります。

従来型の開胸手術では、傷口が大きいので直接メジャーで計測できましたが、ロボット手術の場合は傷口が小さく、サイズ計測が難しくなります。そこで、ロボット手術で用いる内視鏡画像上にリングを表示することでサイズ選定を支援するシステムを開発することになりました。

内視鏡画像にAR表示することでサイズ選定。

手術ロボットのステレオ内視鏡のデータ像から３次元的な距離情報を読み取り、立体的に取り出せるようにします。これにより、リングを置きたい箇所にマーキングすれば、マーカ間の距離を３次元計測できます。画像処理を用いてマーカ位置を抽出し、リングの画像を重ね合わせることで、リアルにリングを乗せるようにサイズ選定ができるのです。

現在は二眼のステレオ内視鏡のデータを使っていますが、単眼の内視鏡手術に対応できるシステムを開発し、これまで手がけた胃腸や心臓だけでなく、より幅広い現場での活用をめざしています。

患者さんの体への負担軽減、入院期間の短縮、医療費削減に加え、AR/VR機能を付け加えることで、医師や医学生のバーチャル手術トレーニングシステムとして役立てられればと考えています。

工学技術者として、医療に貢献できる。

機械系出身ですが、博士後期課程では看護工学に興味を持ち、医療分野への応用研究に打ち込みはじめました。研究室には同じように工学の技術を医療に役立てたい気持ちの学生が多いです。医療・プログラミング・数学と多岐に渡る知識とスキルが必要となりますが、それらを補うために研究室で画像処理のプログラミングや人体に関する勉強会を開催しています。

医師なしでは医療は成り立ちませんが、最新医療は工学技術に支えられています。工学技術者として医療に貢献したいと考えている人は、当研究室できっと大きな手応えを感じてもらえると思います。

患者さんにも医療提供者にもやさしい歯列計測を。

私の研究テーマは「鏡を用いた口腔内３次元計測システム」です。現行の歯列計測方法であるレントゲンと印象材は、計測に時間がかかり患者さんへの負担が大きく、口腔スキャナは病院側の導入コストが高くなります。そこで、簡便な歯列計測方法として口腔鏡とステレオカメラで、内側から撮影・計測するシステムを提案しています。

口腔鏡を用いることで口腔内から間接的に撮影ができるため、唇が妨げにならずに歯列を計測することができます。実像と鏡像の対応点を探索して３次元位置を取得し、鏡像を実位置変換して再構成するのですが、鏡の角度や距離の少しのずれが大きな誤差につながるため、鏡の位置推定の精度をいかに上げるかが今後の課題のひとつです。

「情報」「３Ｄ」への興味が、医療工学への興味へ。

情報に興味があり、高校２年生の時にオープンキャンパスに参加しました。その際に３Dの展示をしている研究室が印象に残りましたが、具体的に専門的に究めたいという分野は定まっていませんでした。本学は「ハードウェア」「ソフトウェア」の両方の知識を幅広く修得できるので、学びながら専門分野を絞り込んでいけそうだと考え、入学を志望しました。

３年次に、吉本先生のプログラミングの授業を受け、そのわかりやすさに感動しました。さらに、３Dにも興味があったため、３次元計測や医用工学を学べる吉本先生の研究室で学びたいと思ったのです。

先生・同期・先輩・後輩。みんな楽しくて根は真面目。

吉本先生の研究室は、同期はもちろん、先輩も後輩もお互いに助けあって学ぼうという空気があります。参照した論文がわかりにくかった時など、先輩に質問すると丁寧にアドバイスをいただけるので、研究にさらに前向きになれます。また、食事や飲み会を企画するなど、とても仲が良く、毎日の通学が楽しみになりました。研究室内でプレゼンテーションをする機会もあり、プログラミングに加え、物事を簡潔に伝えるプレゼン能力も身についたと実感しています。

今後は大学で学んだことを活かして、誰かの生活に役立つ製品や技術に関わりたいと考えています。