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Establishment of neurosurgery education system using 3D model with 3D printer

Research Project

Project/Area Number 16K10800
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Neurosurgery
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

SUGO Nobuo  東邦大学, 医学部, 教授 (80287515)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根本 匡章  東邦大学, 医学部, 准教授 (60266971)
近藤 康介  東邦大学, 医学部, 講師 (70349877)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2019: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords3Dプリンター / 手術シミュレーション / 頭蓋底外科 / 脳腫瘍 / 経錐体骨到達法 / 3Dプリンター / 3D画像 / 立体模型 / 頭蓋底腫瘍 / 脳神経外科手術 / 脳神経疾患
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to create a three-dimensional model using a 3D printer in order to establish a surgical education method for neurosurgeons. First, we created a three-dimensional fusion image and converted from the DICOM data format to the STL data format to reduce the error in creating a three-dimensional model. Next, the three-dimensional model was meshed so that the deep part of the tumor could be seen through. We also created a colored model of the microanatomy inside the pyramidal bone and evaluated its usefulness for surgical practice.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

3Dプリンターの立体模型を用いた手術教育では、当然のことながら、Cadaver trainingにおける法的および実施環境の制約はない。また立体模型の場合、術前神経放射線画像や実際の手術動画との比較といった、Cadaver trainingではできない新たな学習方法も可能となる。本研究において、3Dプリンターによる立体模型の精度向上、様々な脳疾患の再現、手術到達法の理解を促す新たな立体模型の開発をすすめることによって、Cadaver trainingとの相互補完ができるものと期待される。

Report

(6 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 3Dプリンターを脳神経外科手術に役立てる.2021

    • Author(s)
      原田直幸, 寺園 明, 渕之上 裕, 桝田博之, 近藤康介, 周郷延雄
    • Journal Title

      CI研究

      Volume: 42 Pages: 153-161

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-Dimensional Printed Model for Surgical Simulation of Combined Transpetrosal Approach.2019

    • Author(s)
      Kondo K, Nemoto M, Harada N, Masuda H, Ando S, Kubota S, Sugo N
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 印刷中 Pages: 609-616

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2019.03.219

    • Related Report
      2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 3Dプリンターを用いた脳神経外科手術シミュレーションおよび手術トレーニング.2019

    • Author(s)
      桝田博之, 周郷延雄
    • Journal Title

      CI学会誌

      Volume: 印刷中

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Operative simulation of anterior clinoidectomy using a rapid prototyping model molded by a three-dimensional printer2017

    • Author(s)
      Okonogi Shinichi、Kondo Kosuke、Harada Naoyuki、Masuda Hiroyuki、Nemoto Masaaki、Sugo Nobuo
    • Journal Title

      Acta Neurochir (Wien)

      Volume: 159 Issue: 9 Pages: 1619-1626

    • DOI

      10.1007/s00701-017-3202-4

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison between Quantitative Stiffness Measurements and Ultrasonographic Findings of Fresh Carotid Plaques2017

    • Author(s)
      Kondo Kosuke、Nemoto Masaaki、Harada Naoyuki、Fukushima Daisuke、Masuda Hiroyuki、Sugo Nobuo
    • Journal Title

      Ultrasound Med Biol

      Volume: 43 Issue: 1 Pages: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2016.08.014

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical Characteristics of Subarachnoid Hemorrhage with an Intracerebral Hematoma and Prognostic Factors2017

    • Author(s)
      Nemoto Masaaki、Masuda Hiroyuki、Sakaeyama Yuki、Okonogi Sinichi、Node Yasuhiro、Ueda Keita、Ando Shunpei、Kondo Kosuke、Harada Naoyuki、Sugo Nobuo
    • Journal Title

      J Stroke Cerebrovasc Dis

      Volume: 27 Issue: 5 Pages: 1160-1166

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.11.034

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Neurosurgical Simulation of Skull Base Tumors using a 3D Printed Rapid Prototyping Model containing Mesh Structures.2016

    • Author(s)
      Kondo K, Harada N, Masuda H, Sugo N, Terazono S, Okonogi S, Sakaeyama Y, Fuchinoue Y, Ando S, Fukushima D, Nomoto J, Nemoto M
    • Journal Title

      Acta Neurochirurgica

      Volume: 158 Issue: 6 Pages: 1213-1219

    • DOI

      10.1007/s00701-016-2781-9

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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 3D プリンターを手術に役立てる2020

    • Author(s)
      周郷延雄, 原田直幸, 近藤康介, 桝田博之, 根本匡章, 長尾建樹
    • Organizer
      第43回日本脳神経CI学会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 3Dプリンターを用いた手術シミュレーションと手術教育2019

    • Author(s)
      周郷延雄
    • Organizer
      神奈川脳神経外科手術と機器研究会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 3Dプリンターによる頭蓋底外科手術の骨ドリリング用立体模型の作製.2018

    • Author(s)
      周郷延雄,原田直幸,近藤康介,根本匡章,桝田博之,安藤俊平,上田啓太,野手康宏,小此木信一,栄山雄紀
    • Organizer
      第76回日本脳神経外科学会総会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Anterior clinoidectomyの手術シミュレーションにおける立体モデルの有用性について2018

    • Author(s)
      小此木信一,栄山,雄紀,野手,康宏,上田,啓太,安藤俊平,桝田博之,近藤康介,原田直幸,根本匡章,周郷延雄
    • Organizer
      第41回日本脳神経CI学会総会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 三次元合成画像および3Dプリンターによる立体模型を用いた脳腫瘍の術前シミュレーション2018

    • Author(s)
      周郷延雄, 松浦知恵, 渕之上 裕, 野手康宏, 小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • Organizer
      第23回日本脳腫瘍の外科学会(シンポジウム)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターで作製した立体モデルによる前床突起削除の手術シミュレーション2017

    • Author(s)
      小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章, 周郷延雄
    • Organizer
      第26回脳神経外科手術と機器学会学術総会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Anterior clinoidectomyの手術シミュレーションにおけるrapid prototyping modelの有用性について2017

    • Author(s)
      小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章, 周郷 延雄
    • Organizer
      第31回日本脳神経外科解剖研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターを用いた経錐体骨到達法の手術シミュレーション2017

    • Author(s)
      周郷 延雄, 原田 直幸, 近藤 康介, 根本 匡章, 桝田 博之, 安藤 俊平, 上田 啓太, 野手 康宏, 栄山 雄紀, 松浦知恵
    • Organizer
      第29回日本頭蓋底外科学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターによる頭蓋底外科手術の骨ドリリング用立体模型の作製2017

    • Author(s)
      周郷延雄, 原田直幸, 近藤康介, 根本匡章, 桝田博之, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 小此木信一, 栄山雄紀
    • Organizer
      一般社団法人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] 3Dプリンターによる立体模型を用いた前床突起削除の手術シミュレーション2016

    • Author(s)
      小此木信一,宮崎親男,小名木敦雄,根本匡章,原田直幸,近藤康介,桝田博之,福島大輔,安藤俊平,周郷延雄
    • Organizer
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-10-01
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 脊髄腫瘍における立体画像作成の工夫点2016

    • Author(s)
      原田直幸,栄山雄一,渕之上 裕,小此木信一,寺園 明,安藤俊平,福島大輔,桝田博之,野本 淳,近藤康介
    • Organizer
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-10-01
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターにおける網目状構造化された立体模型を用いた手術シミュレーション2016

    • Author(s)
      周郷延雄, 桝田博之, 福島大輔, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 栄山雄紀, 松浦知恵, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • Organizer
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-09-29
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンターにおける網目状構造化された立体模型を用いた手術シミュレーション2016

    • Author(s)
      周郷延雄, 桝田博之, 福島大輔, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 栄山雄紀, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • 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(東京都港区)
    • Year and Date
      2016-09-10
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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2022-01-27  

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