手術情報の多次元電子記録と解析に関する基礎技術研究および試験システムの実装

• Project/Area Number: 17680009
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Media informatics/Database
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中島 義和 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40343256)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥28,860,000 (Direct Cost: ¥22,200,000、Indirect Cost: ¥6,660,000); Fiscal Year 2007: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2006: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000); Fiscal Year 2005: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
• Keywords: Surgical Informatics / 医療データベース / データ等価変換 / 複雑系データ解析 / マルチメディア記録 / マルチメディアコンテンツ作成 / 教育システム / 院内情報システム・電子カルテ / 手術情報記録

Research Abstract

一昨年度までのシステム構築,ソフトウェア環境の構築を受け,昨年度はローカル計算機内での実用試験を行った.データベースサーバは,オブジェクト指向データベース環境であるインターシステムズ社製のcacheで構築した.システムは,データベースサーバに加えて,ユーザが要求を入力し結果を取得するためのインタフェース部,およびインタフェース部とデータベースサーバのそれぞれと通信を行いながらデータを適切に変換するデータ等価変換部の3つから成る.本システムの特徴となるデータ等価変換部は,(1)ユーザから(インタフェース部を介して)クエリ(要求)を受取り,それに従ってネットワークを介してcacheサーバと通信を行いながら(2)保存データの内容と構造の取得および解析を行い,データ生成に必要なデータ変換手順(データ変換シナリオ)を生成する.次に,(3)必要なデータおよびプログラム(データ変換を行うプログラム.我々はデータ等価変換エンジンと呼ぶ.)をcacheサーバから取得し,(4)データ変換スクリプトの生成およびデータ等価変換エンジンの実行によるデータ変換を行い,(5)検索結果および変換されたデータをインタフェース部に返す.我々が開発した手術ナビゲーションシステムに本データベースシステムのデータ記録機能を実装し,実際にナビゲーションを行った手術の情報を記録した.
本研究の学術的進捗は,従来のデータベースシステムがデータのみの登録であるのに対し,本システムはデータに加えてプログラムの登録が行えること,そしてそれらを登録する際に行うタグ付けの規格化と構造化の手法を提案した点である.学術成果は関連研究テーマの発表3件(含、学術論文誌2件)である.2008年6月の国際会議での発表(投稿1月,採録決定2月),意見交換に向けて準備を進めている.

Research Products

• [Journal Article] Hip cartilage thickness measurement accuracy improvement (2007)
  • Author(s): Y. Cheng, S. Wang, T. Yamazaki, J. Zhao, Y. Nakajima, S. Tamura
  • Journal Title: Computerized Medical Imaging and Graphics 31(8) Pages: 643-655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluoroscopic Bone Fragment Tracking for Surgical Navigations on Femur Fracture Reduction by Incorporating Optical Tracking of Hip Joint Rotation Center (2007)
  • Author(s): Y. Nakajima, T. Tashiro, N. Sugano, K. Yonenobu, T. Koyama, Y. Maeda, Y. Tamura, M. Saito, S. Tamura, M. Mitsuishi, N. Sugita, I. Sakuma, T. Ochi, Y. Matsumoto
  • Journal Title: IEEE Trans. on Biomedical Engineering 54(9) Pages: 1703-1706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toolpath Optimization for a Milling Robot for Minimally Invasive Orthopedic Surgery (2007)
  • Author(s): N.Sugita, F.Genma, Y.Nakajima, M.Mitsuishi
  • Journal Title: Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2007)
• [Journal Article] Adaptive Controlled Milling Robot for Orthopedic Surgery (2007)
  • Author(s): N.Sugita, F.Genma, Y.Nakajima, M.Mitsuishi
  • Journal Title: Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2007)
• [Journal Article] Fluoroscopic Bone Fragment Tracking for Surgical Navigations on Femur Fracture Reduction by Incorporating Optical Tracking of Hip Joint Rotation Center (2006)
  • Author(s): Y.Nakajima, T.Tashiro, Y.Tamura, K.Yonenobu等
  • Journal Title: IEEE Trans.on Biomedical Engineering (採録決定)
• [Journal Article] A parallel implementation of 2-D/3-D image registration for computer-assisted surgery (2006)
  • Author(s): F.Ino, Y.Kawasaki, T.Tashiro, Y.Nakajima等
  • Journal Title: Int.J.Bioinformatics Research and Applications 2・4 Pages: 341-358
• [Journal Article] 3-D alignment measurement of spine in standing position (2006)
  • Author(s): Y.Nakajima, T.Tashiro, Y.Tamura, K.Yonenobu等
  • Journal Title: IEEE 2006 International Conference of the Engineerin in Medicine and Biology Society (EMBC 2006)
• [Journal Article] Kinematics of the Cervical Spine in Lateral Bending (2006)
  • Author(s): T.Ishii, Y.Mukai, et al.
  • Journal Title: SPINE 32・2 Pages: 155-160
• [Journal Article] レーザガイダンスの特性解析と3次元位置センサー・一体型システムの開発 (2005)
  • Author(s): 中島義和, 菅野伸彦, 他
  • Journal Title: 日本コンピュータ外科学会誌 7・1 Pages: 15-23
• [Journal Article] Assessment of the three-dimensional relationship of the ossificnuclei and cartilaginous anlagen in congenital clubfoot by 3-D MRI (2005)
  • Author(s): T.Itohara, K.Sugamoto, et al.
  • Journal Title: Journal of Orthopaedic Research 23・5 Pages: 1160-1164
• [Journal Article] In vivo 3-D 脊椎運動解析--頚椎の回旋運動-- (2005)
  • Author(s): 石井崇大, 向井克容, 他
  • Journal Title: 臨床整形外科 40・4 Pages: 415-423
• [Journal Article] Three-dimensional morophological analysis of humeral head (2005)
  • Author(s): Sahara W, Sugamoto K, et al.
  • Journal Title: Acta Orthopaedica 76・3 Pages: 392-396
• [Presentation] Patient specific planning of point-pair registration (2007)
  • Author(s): Y. Nakajima, N. Sugita, T. Saito, K. Fujiwara, N. Abe, T. Ozaki, M. Suzuki, H. Moriya, T. Inoue, K. Kuramoto, Y. Nakashima, M. Mitsuishi
  • Organizer: CARS (Computer Assisted Radiology and Surgery) 2008
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain