新生児・小児における画像誘導下精密手術支援システムの開発

• Project/Area Number: 17700427
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 家入 里志 九州大学, 大学病院, 助手 (00363359)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 手術シミュレーション / 手術ナビゲーション / Volumetry / 小児 / 肝腫瘍 / MD-CT / リアルタイムナビゲーション / 3次元モデル / 手術シュミレーション

Research Abstract

術前に取得した3次元モデルを用い、光学式3次元位置センサを用いて術野を撮影するカメラのモニターの実画像にリアルタイム重畳表示するナビゲーション手術を小児の臨床例に試みた。症例は1才の女児で肝右葉の前後区域にまたがる肝芽腫であり、化学療法を2クール施行後、肝右葉切除を行った。手術前に撮影したMD-CTを用いた3次元画像により腫瘍の位置、脈管の走行、肝切除後の残肝容量が確認可能であったため血管造影は行わなかった。術中実画像にリアルタイム重畳表示するシステムは、光学式3次元位置計測装置、コンピュータ、光学式マーカ付きCCDカメラを使用した。全身麻酔導入後に術前のCT画像との位置あわせを体表から剣状突起と両側の肋骨弓下で行い、動脈と腫瘍の重畳表示を行った。次に開腹し肝表面が露出した後に腫瘍の重畳表示を行い肝後区域S6・S7を主座とする腫瘍の位置を確認した。肝門部の動脈処理を行う際にも3次元の動脈走行の重畳表示を行い、右肝動脈の処理の参考にした。最後に右肝動脈・右肝管・門脈右枝を完全に処理したのちに腫瘍の重畳表示を行い切除範囲に腫瘍が含まれることを確認した。
今回のナビゲーションシステムは精度検証が必要であり、Registrationの際に生じる誤差のほかに、肝臓の呼吸性移動や変形が少なからず影響する可能性がある。しかしながら厳密な精度が求められる場合でなくても、腫瘍および脈管構造の可視化を手術操作前後の確認に用いることで小児領域、特に幼児でも十分有用であると考えられた。
新生児症例にたいしても3次元モデルを作成し、術前に手術シミュレーションを行うことは可能であったが、気腹などによる変形が強く、リアルタイムナビゲーションは技術的に困難であり今後、呼吸性移動・臓器変形・気腹による変形を含めたシミュレーションが必要と考えられた。

Research Products

• [Journal Article] ロボットサージャリーにおける医工連携(医学からみた)"国産手術支援ロボットの臨床応用へ向けて" (2006)
  • Author(s): 家入 里志, 橋爪 誠
  • Journal Title: 日本機会学会雑誌 109/1047 Pages: 2-3
• [Journal Article] 手術支援ロボツトの現状と今後の展開 ロボ〒ィックサージャリー(コンピュータ支援) (2006)
  • Author(s): 家入 里志, 橋爪 誠
  • Journal Title: 整形外科最小侵襲ジャーナル誌 No39 Pages: 61-67
• [Journal Article] Navigation Surgery (2006)
  • Author(s): 家入 里志, 橋爪 誠
  • Journal Title: 消化器外科学レビュー2006-最新主要文献と解説- Pages: 30-35
• [Journal Article] Interventional Navigation for abdominal therapy based On simultaneous use of MRI and ultrasound (2006)
  • Author(s): J.hong, H.nakashima, K.Konishi, S.Ieiri, T.Tanoue, M, Nakamuta, M.Hashizume
  • Journal Title: Med Bio Eng Comput 44 Pages: 1127-1134
• [Journal Article] Pyogenic splenic abscess in an infant with serological evidence of cat scratch disease. (2006)
  • Author(s): Kusuhara K, Nakao F, Saito M, Nakamura K, S. Ieiri, Taguchi T, Hara T
  • Journal Title: Eur J Pediatr Pages: 15-19
• [Journal Article] New classification of hypoganglionosis : congenital and acquired hypoganglionosis. (2006)
  • Author(s): Taguchi T, masumoto K, Ieiri S, Naiatsuji T, Akiyoshi J
  • Journal Title: J Ped Surg. 41/12 Pages: 2046-2051
• [Journal Article] ロボットサージャリーにおける医工連携(医学からみた)"国産手術支援ロボットの臨床応用へ向けて" (2006)
  • Author(s): 家入 里志, 橋爪 誠
  • Journal Title: 日本機会学会雑誌 109・1074 Pages: 86-87
• [Journal Article] Analysis of endoscopic surgical skill training using the da Vinci^* surgical system - Comparison between medical doctors and robotics englneers - (2005)
  • Author(s): Teiri S, Konishi K, Kakeji Y, Matsumoto K, Yasunaga T, Kinjo N, Yamaguchi S, Yoshida D, Kenmotsu H, Kawabe Y, Nakamoto M, Okazaki K, Tanoue K, Hashizume M
  • Journal Title: Journal of Japan Computer Aided Surgery 7・2 Pages: 231-234
• [Journal Article] 3D映像を用いた日韓遠隔ロボット手術の経験 (2005)
  • Author(s): 家入里志, 小西晃造, 松本耕太郎, 安永武史, 荒田純平, 高橋弘樹, Phongsaen Pitak watchara, 中島直樹, 清水周次, Young Soo Kim, Sung Min Kim, Joon-Soo Hahm, 田上和夫, 割澤伸一, 光石衛, 橋爪誠
  • Journal Title: 第14回日本コンピュータ外科学会大会/第15回日本コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集 Pages: 63-64
  • NAID: 10025683248
• [Journal Article] Hirschsprung's disease in Japan : analysis of 3852 patients based on a nationwide survey in 30 years. (2005)
  • Author(s): Suits S, Taguchi T, Ieiri S, Nakatsuji T
  • Journal Title: Journal of Pediatric Surgery 40・1 Pages: 197-200
• [Journal Article] ロボット医療-ロボット手術を中心に-Robotic Surgery特別小特集 エレクトロニクスの新展開-未来を担う若者へ向けたメッセージ- (2005)
  • Author(s): 家入 里志, 田上 和夫, 橋爪 誠
  • Journal Title: 電気情報通信学会誌 88・10 Pages: 781-784
• [Journal Article] 外傷性肺内異物(釘)-3次元画像を用いた手術シミュレーション- (2005)
  • Author(s): 家入里志, 中辻隆徳, 田口智章, 水田祥代
  • Journal Title: 小児外科 37・8 Pages: 974-976