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Liver surgery navigation by shape estimation of flexible organs and real-time registration to preoperative models

Research Project

Project/Area Number 18H03546
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionTokyo Medical University

Principal Investigator

Oshiro Yukio  東京医科大学, 医学部, 講師 (10535008)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北原 格  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (70323277)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords肝切除術 / 手術シミュレーション / 手術ナビゲーション / 肝切除 / 肝臓 / 手術 / ナビゲーション / 3D / シミュレーション / 術中ナビゲーション / 医工連携 / 3Dカメラ
Outline of Final Research Achievements

We investigated the development and accuracy of a liver surgery navigation education tool that estimates the shape of flexible organs in hepatobiliary and pancreatic surgery and registrates them with a preoperative model in real time. Using two stereovision 3D cameras composed of optical sensors, the organ shape, position, cut surface, and cut line were captured and analyzed, and the registration was performed on the simulation screen. The coordinates of the cut line data extracted in the surgical field were sent to the simulation software, and the position of the cut line was reflected at the corresponding position on the liver CG model. In the left lateral segmentectomy with no hepatic mobilization and shallow cut line, the timing of appearance of the Glisson was almost the same, and the surgical navigation was effective.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

3D手術シミュレーションはワークステーションの発展を背景に肝臓手術で保険収載となって以降必要不可欠となった。肝臓の内部は、門脈、胆管、肝静脈などの脈管が複雑に交錯しており脈管走行を把握しなければ、脈管損傷による大量出血につながり生命の危険性が高まる。手術合併症を減らすためには、シミュレーションによる事前準備に加えて、手術手順や脈管などの不可視部位をリアルタイムで可視化、提示するナビゲーション支援の出現が待たれている。手術の進行に応じて形状が変化した3D-CGモデルを観察できれば、切離位置と切離プロセスを容易に把握可能であり、次の切離の予見が可能なナビゲーションとなり手術の安全性向上につながる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2018

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 肝切除ナビゲーションの現状と挑戦2018

    • Author(s)
      大城幸雄 黒田純 三吉健太 西田清孝 島崎二郎 丸山常彦 下田貢 鈴木修司 北原格 矢野博明
    • Journal Title

      消化器外科

      Volume: 41 Pages: 1857-1863

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 3Dセンサー肝切除ナビゲーションの現状2021

    • Author(s)
      大城幸雄
    • Organizer
      第15回肝癌ナビゲーション研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 当科における肝胆膵外科ナビゲーション手術2021

    • Author(s)
      大城幸雄
    • Organizer
      第83回日本臨床外科学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝切除ナビゲーションへの挑戦2020

    • Author(s)
      大城幸雄 西田清隆 島崎二郎 下田貢 鈴木修司
    • Organizer
      日本外科学会2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 当科におけるコンピュータ支援外科手術の現状と今後の方向性2018

    • Author(s)
      大城幸雄 岡田俊之 下村治 高橋一広 倉田昌直 小田竜也 大河内信弘
    • Organizer
      日本外科学会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝切除ナビゲーションの実際と将来2018

    • Author(s)
      大城幸雄 黒田 純 三吉健太 西田清孝 島崎二郎 丸山常彦 下田 貢 鈴木修司
    • Organizer
      日本消化器外科学会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝切除ナビゲーションの実際と挑戦2018

    • Author(s)
      大城幸雄 黒田 純 三吉健太 西田清孝 島崎二郎 丸山常彦 下田 貢 鈴木修司
    • Organizer
      肝癌シミュレーション研究会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓手術のリアルタイムナビゲーション開発2018

    • Author(s)
      大城幸雄 黒田 純 三吉健太 西田清孝 島崎二郎 丸山常彦 下田 貢 鈴木修司
    • Organizer
      日本臨床外科学会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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