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非接触式3Dスキャナを活用した脳神経外科手術ARナビゲーションシステムの開発

Research Project

Project/Area Number 21K16639
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

大谷 啓介  自治医科大学, 医学部, 講師 (90790676)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords3Dスキャナ / ARナビゲーション / 3dスキャナー / 3Dスキャン / TVN / 拡張現実 / 3Dスキャナー / augmented reality / 手術ナビゲーション
Outline of Research at the Start

脳神経外科手術中の腫瘍摘出範囲の決定や、てんかん手術時の脳表電極留置位置の決定などでナビゲーションは不可欠である。術中に腫瘍摘出度の評価や、脳表電極留置部位の精度確認を行えることが理想であるが、術中短時間に複数の座標を同時取得することは容易ではない。これに対し、我々は非接触式3Dスキャナを術中に用いて術野およびマーカの3Dデータを収集し、得られた座標情報をTVNに登録し活用する手法を開発してきた。本研究では、1)本法を実際の手術システムとして確立し、2)その有用性を脳腫瘍摘出術およびてんかん手術時の脳表電極留置位置の記録において評価する。

Outline of Annual Research Achievements

脳腫瘍やてんかんの手術で摘出範囲の記録や脳表電極の位置の記録などで術中の3Dデータの取得が必要となることがある。従来はナビゲータを使用して一点ずつ3D座標を記録していたが、対応点の記録など煩雑でわかりにくい。そのため簡便にリアルタイムで表層3Dデータを取得できる技術が必須であり、汎用の非接触式3Dスキャナの活用が有用と考え,ナビゲーション補正など多岐への応用を考えている。
今年度も昨年度に引き続き、開頭手術例への実際の3Dスキャンを行った。新たに導入した、精度0.045mm、解像度0.2mmと、より高精細スキャンが可能な3Dスキャナ(Einscan pro HD(Shinning 3D社)を用いた。スキャン方法は同様であるが、ARナビゲーションと組み合わせ、同一座標上に重畳することが可能となっている。実際の症例として脳腫瘍 13例 てんかん頭蓋内電極留置手術 2例に加え、今年は、脳腫瘍 3例を追加した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

手術症例が少なく、上記3Dスキャンの実施も遅れた。
今後症例の集積を進めていく。

Strategy for Future Research Activity

3dスキャン方法としては変更はない。今年度も症例集積を進めていく。3d座標系から標準脳座標への変換などを引き続き進めていく。脳腫瘍およびてんかん外科症例以外の手術症例も実施を進めていく

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] Surgical simulation using the patient 3D model to safely perform stereotactic intracranial electroencephalography (SEEG) with ROSA2023

    • Author(s)
      keisuke ohtani
    • Organizer
      american epilepsy society anual meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ロボットシステムを用いた定位的頭蓋内脳波(SEEG)を安全に実施するための、患者3D実体モデルを用いた手術シミュレーション2022

    • Author(s)
      大谷啓介
    • Organizer
      第81回日本脳神経外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 非接触式3Dスキャナの脳神経外科手術への応用2021

    • Author(s)
      大谷啓介
    • Organizer
      第80回日本脳神経外科学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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