Micro insemination supporting device using the 3D model of oocyte based on machine learning and image processing

基于机器学习和图像处理的利用卵母细胞3D模型的微授精支持装置

• 批准号: 21K12719
• 负责人: 内村 俊二
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Daiichi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12719/
• 关键词: 顕微授精; 支援デバイス; シミュレータ; 3DCG; 技量評価; 機械学習; バーチャルリアリティ; 胚培養士; 顕微授精支援デバイス

顕微授精を行う胚培養士の効率的な育成、技量の維持・向上および手技支援を目的とした「顕微授精支援デバイス」の実現を目的とする。卵子の３次元CGモデルを用いることで、実際の卵子・精子を用いず簡便に練習ができる顕微授精シミュレータ、さらに、熟練者の操作を記録する機構を追加し得られた操作データや、実際の卵子画像から画像処理により抽出した情報を反映した手技支援データを生成、これを用いた部分的な自動化等の顕微授精手技支援システムへの発展を目指す。研究の第2年度として次の成果を得ている。・卵子の物性に近い特性を持つ３次元モデルについては、CGツールUnityの物理エンジンを用いて、粒子とバネ・ダンパで構成される３次元弾性体モデルを作成し、注入ピペットモデルの刺入により卵子膜モデルが弾性的に変形する機能を実現した。また、実際の顕微鏡画像から、卵子の膜、注入および固定ピペットを画像処理手法により抽出した。・６軸のジャイロセンサおよびロータリエンコーダを用いたコントローラの動作をボルトオンで測定できるデバイスを試作した。本デバイスはxy(水平面)移動に加え、z軸(垂直)方向の移動の測定も可能であり、今期開発した計測アプリケーションソフトウェアによりそのデータをPCへ取り込むことができる。

目的是实现一种“微刺激支撑装置”，旨在有效地发展进行微刺激，维护和提高其技能并支持手动技术的胚胎文化器。通过使用三维CG鸡蛋模型，我们旨在开发微观启示技术支持系统，例如一部分微型启用模拟器，无需使用实际的鸡蛋和精子即可轻松练习，以及通过熟练的个体记录操作的机制，通过添加一种方法来添加一种机制，以添加一种通过熟练的数据进行添加的机制，并通过对熟练的数据进行计算，并将其描述为图像的图像，并将其描述为图像的图像，并将其描述为图像的图像，并将图像用于图像的图像图像，并将图像添加到实际的图像中，并将其图像描述为图像的图像，并将图像添加到图像中，并将其图像用于图像的图像，并将图像添加到图像中，并将其图像用于图像的图像图像。使用该系统（例如部分自动化）的微型启示技术支持系统。作为研究的第二年，已经实现了以下结果。 - 对于具有类似于鸡蛋物理特性的3D模型，使用CG工具统一的物理发动机创建了一个由颗粒，弹簧和阻尼器组成的3D弹性模型，并且实现了卵母细胞模型的功能，由注射的移液器模型弹性地变形。此外，使用图像处理技术从实际显微镜图像中提取了卵膜，注射和固定移液器。 - 我们创建了一个原型设备，该设备可以使用六轴Gyro传感器和带有螺栓的旋转编码器来测量控制器的操作。除了移动XY（水平平面）外，该设备还可以测量Z轴（垂直）方向的运动，并且可以使用本赛季开发的测量应用软件将数据进口到PC中。