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System construction for surgical simulation using a 3-dimensional model

Research Project

Project/Area Number 16K10799
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Neurosurgery
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

Mashiko Toshihiro  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90275701)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords手術シミュレーション / 手術トレーニング / 立体モデル / 3Dプリンター / 立体認知 / 3Dモデル / 3Dモデル / 3Dプリンター / 脳外科手術機器学
Outline of Final Research Achievements

It has been found that a three-dimensional model created using 3D printers are useful for simulation and training in neurosurgery. It is particularly useful for understanding the structure of the surgical field, but further research is needed to improve the texture. In addition, it is also necessary to develop a method for producing a three-dimensional model more easily. Physiological studies were also conducted on why three-dimensional models are useful, but no significant results were obtained. In this regard, I would like to continue research after examining methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳神経外科手術のためには、術野の複雑な解剖(構造)の十分な理解が必要である。本研究で開発した立体モデルを用いることにより、それらの理解が容易になる。その結果、より安全で効率的な手術を行う一助となる。また、より効果的な立体モデル作製の手法がある程度わかった。この手法が広く用いられることで、さらに手術の安全と効率化に寄与できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Training of Intra-Axial Brain Tumor Resection Using a Self-Made Simple Device with Agar and Gelatin.2018

    • Author(s)
      Mashiko T1, Oguma H2, Konno T2, Gomi A2, Yamaguchi T, Nagayama R, Sato M, Iwase R, Kawai K.
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 019 Pages: 298-304

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2017.09.162

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A patient-specific intracranial aneurysm model with endothelial lining: a novel in vitro approach to bridge the gap between biology and flow dynamics.2018

    • Author(s)
      Kaneko N, Mashiko T, Namba K, Tateshima S, Watanabe E, Kawai K.
    • Journal Title

      Journal of Neurointerventional Surgery

      Volume: 10(3) Issue: 3 Pages: 306-309

    • DOI

      10.1136/neurintsurg-2017-013087

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Training in Cerebral Aneurysm Clipping Using Self-Made 3-Dimensional Models.2017

    • Author(s)
      Mashiko T, Kaneko N, Konno T, Otani K, Nagayama R, Watanabe E.
    • Journal Title

      Journal of Surgical Education

      Volume: 74(4) Issue: 4 Pages: 681-689

    • DOI

      10.1016/j.jsurg.2016.12.010

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid 3-Dimensional Models of Cerebral Aneurysm for Emergency Surgical Clipping2016

    • Author(s)
      紺野武彦、益子敏弘、小熊啓文、金子直樹、大谷啓介、渡辺英寿
    • Journal Title

      Neurological Surgery 脳神経外科

      Volume: 44 Issue: 8 Pages: 651-660

    • DOI

      10.11477/mf.1436203350

    • ISSN
      0301-2603, 1882-1251
    • Year and Date
      2016-08-10
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Manufacture of patient-specific vascular replicas for endovascular simulation using fast, low-cost method2016

    • Author(s)
      Kaneko, N. Mashiko, T. Ohnishi, T. Ohta, M. Namba, K. Watanabe, E. Kawai, K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 39168-39168

    • DOI

      10.1038/srep39168

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preoperative Three-Dimensional Diagnosis of Neurovascular Relationships at the Root Exit Zones During Microvascular Decompression for Hemifacial Spasm.2016

    • Author(s)
      Ohtani K, Mashiko T, Oguro K, Takemura A, Hatayama T, Sasaki T, Watanabe E.
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 92 Pages: 171-178

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2016.05.005

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 自作立体モデルを用いた脳動脈クリッピングのトレーニング2019

    • Author(s)
      益子敏弘、小針隆志、大谷啓介、紺野武彦、小熊啓文、古橋柚莉、川合謙介
    • Organizer
      第48回日本脳卒中の外科学会
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  • [Presentation] 実体モデルによる脳動脈瘤クリッピング術のトレーニング ―初期研修医の立場から―2019

    • Author(s)
      古橋 柚莉,益子敏弘,川合謙介
    • Organizer
      第48回日本脳卒中の外科学会
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  • [Presentation] 吸引・剥離操作可能な、脳腫瘍手術の実体シミュレーター2018

    • Author(s)
      小針隆志、益子敏弘、紺野武彦、小熊啓文、五味玲、山口崇、永山理恵、佐藤信、川合謙介
    • Organizer
      第23回日本脳腫瘍の外科学会
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  • [Presentation] 自作シミュレータを用いた脳圧排・脳腫瘍摘出のトレーニング2018

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      益子敏弘、小針隆志、紺野武彦、小熊啓文 、五味玲、山口崇、永山理恵、佐藤信、川合謙介
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第77回学術総会
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  • [Presentation] 手術シミュレーションに用いる脳動脈瘤実体モデル作製の工夫2018

    • Author(s)
      益子敏弘、小針隆、小熊啓文、紺野武彦、金子直樹、大谷啓介、川合謙介
    • Organizer
      第43回日本脳卒中学会学術集会
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  • [Presentation] 寒天・ゼラチン混合ゲルを用いたintra-axial脳腫瘍手術トレーニングモデル2017

    • Author(s)
      益子敏弘、紺野武彦、小熊啓文、川合謙介
    • Organizer
      第26回脳神経外科手術と機器学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 寒天・ゼラチン混合ゲルを用いたintra-axial脳腫瘍手術シミュレーションモデル2017

    • Author(s)
      益子敏弘、紺野武彦、小熊啓文 、五味玲、山口崇、永山理恵、佐藤信、岩瀬遼、川合謙介
    • Organizer
      第22回日本脳腫瘍の外科学会
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  • [Presentation] 寒天・ゼラチン混合ゲルを用いたグリオーマ摘出手術シミュレーションモデル2017

    • Author(s)
      益子敏弘、紺野武彦、小熊啓文 、五味玲、山口崇、永山理恵、佐藤信、岩瀬遼、川合謙介
    • Organizer
      日本脳神経外科学会 第76回学術総会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Neurosurgical simulations using 3D models with soft blood vessels2017

    • Author(s)
      Toshihiro Mashiko
    • Organizer
      3D printing conference
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脳圧排トレーニングに用いる実体モデルの開発2016

    • Author(s)
      益子敏弘、大谷啓介、新井文博、山口崇、渡辺英寿、川合謙介
    • Organizer
      日本脳神経外科学会 第75回学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2016-09-29
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  • [Presentation] 脊髄脂肪腫における術前3D実体モデルの有用性2016

    • Author(s)
      大谷啓介、五味玲、益子敏弘、川合謙介
    • Organizer
      日本脳神経外科学会 第75回学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2016-09-29
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターによる緊急クリッピング術に対応した脳動脈瘤実体モデルの開発2016

    • Author(s)
      紺野武彦、益子 敏弘、小熊 啓文、金子 直樹、大谷 啓介、渡辺 英寿、川合 謙介
    • Organizer
      日本脳神経外科学会 第75回学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2016-09-29
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターを応用した脳動脈瘤塞栓術マイクロカテーテル形成トレーニング2016

    • Author(s)
      難波克成、益子敏弘、他
    • Organizer
      日本脳神経外科学会 第75回学術総会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2016-09-29
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  • [Presentation] 頭蓋底手術の術前検討におけるハイブリッド3D実体モデルの有用性2016

    • Author(s)
      大谷啓介、山口 崇、益子敏弘、川合謙介
    • Organizer
      第21回日本脳腫瘍の外科学会
    • Place of Presentation
      虎ノ門ヒルズフォーラム(東京)
    • Year and Date
      2016-09-09
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 前交通動脈瘤クリッピングのアプローチ検討に用いる立体モデルの試作2016

    • Author(s)
      益子敏弘、金子直樹、紺野武彦、小熊啓文、大谷啓介、渡辺英寿
    • Organizer
      第41回日本脳卒中学会総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(札幌)
    • Year and Date
      2016-04-14
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 内頚動脈瘤のクリッピング術―3Dモデルを用いたシミュレーションとreal-time 3D映像配信―2016

    • Author(s)
      山口崇,横田英典,益子敏弘,小黒恵司,川合謙介,渡辺英寿
    • Organizer
      第45回日本脳卒中の外科学会学術集会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(札幌)
    • Year and Date
      2016-04-14
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      2016 Research-status Report
  • [Book] 産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用2018

    • Author(s)
      益子敏弘、三森幸治、岡田直忠、光谷好貴、小西邦彦、長谷川健二、佐々木信也、横井敦史、武藤裕行、筧幸次、渡辺義見、小島東作、當間隆司、丸岡浩幸、岡田直忠、山口修一、山田高光、増尾大慈、小林雄二、中野貴由、他
    • Total Pages
      264
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047091
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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 自治医科大学医学部脳神経外科/研究活動/3Dモデル・手術シミュレーション

    • URL

      http://www.jichi.ac.jp/brain/reserch/3d.html

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      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 自治医科大学脳神経外科;研究活動;3Dモデル・手術シミュレーション

    • URL

      http://www.jichi.ac.jp/brain/reserch/3d.html

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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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