Surgical navigation for laparoscopic surgery using deformable virtual 3D images and touch less interface.

• Project/Area Number: 26861039
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General surgery
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: AKASHI Yoshimasa 筑波大学, 医学医療系, 講師 (50709722)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 手術ナビゲーション / 可変3D画像 / タッチレスインタフェース / 内視鏡外科 / 3D CT画像 / 手術支援 / アノテーション / 腹腔鏡手術 / 胃 / 消化管 / ３D-CT / タッチレスインターフェース

Outline of Final Research Achievements

Surgical navigation using 3D virtual images has not been progressed in gastrointestinal (GI) tract surgery, because GI tract is easily moved and deformed during surgery. We developed a novel 3D image-guided navigation by creating software that makes possible to deform virtual 3D images arbitrarily. Augmented reality (AR) navigation, deformed 3D images overlaid on real time laparoscopic surgical field, is helpful to recognize the vessel anatomy and perform surgery safely.
Also, we developed an annotation software for laparoscopic surgery. This software is controlled by touchless interface, so surgeon is possible to use it keeping sterilized condition. We consider that it is promising as educational tool for surgical trainee.

Research Products

• [Journal Article] Platelet x CRP Multiple value as an indicator of poor prognosis in patients with resectable pancreatic cancer (2017)
  • Author(s): 9. Miyamoto R, Oda T, Hashimoto S, Kurokawa T, Kohno K, Akashi Y, Ohara Y, Yamada K, Enomoto T, Ohkohchi N.
  • Journal Title: Pancreas Volume: 46(1) Pages: 35-41
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 術前S-1単独療法で組織学的Complete Reponseが得られた後期高齢者進行胃癌の１例 (2016)
  • Author(s): 6. 釼持明, 稲川智, 明石義正, 稲垣勇紀, 里見介史, 大河内信弘.
  • Journal Title: 癌と化学療法 Volume: 43(1) Pages: 115-119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cetuximab delivery and antitumor effects are enhanced by mild hyperthermia in a xenograft mouse model of pancreatic cancer. (2016)
  • Author(s): Miyamoto R, Oda T, Hashimoto S, Kurokawa T, Inagaki Y, Shimomura O, et al.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 107(4) Issue: 4 Pages: 514-520
  • DOI: 10.1111/cas.12888
  • NAID: 120007135356
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pancreatic neuroendocrine tumor and solid-pseudopapillary neoplasm: Key immunohistochemical profiles for differential diagnosis. (2016)
  • Author(s): 8. Ohara Y, Oda T, Hashimoto S, Akashi Y, Miyamoto R, Enomoto T, Satomi K, Morishita Y, Ohkohchi N.
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 22(38) Pages: 8595-8604
  • NAID: 120007129264
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 可変3D-CT imageによる鏡視下胃切除ARナビゲーション (2017)
  • Author(s): 明石義正、小川光一、大城幸雄、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘
  • Organizer: 第89回日本胃癌学会総会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2017-03-08
• [Presentation] 後期高齢者胃癌における治療戦略 (2017)
  • Author(s): 小川光一、明石義正、大河内信弘
  • Organizer: 第89回日本胃癌学会総会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2017-03-08
• [Presentation] 内視鏡外科術中アノテーションシステムの有効性と若手修練医教育での可能性. (2016)
  • Author(s): 明石義正、田村孝史、小川光一、大城幸雄、大原佑介、榎本剛史、久倉勝治、大河内信弘.
  • Organizer: 第29回日本内視鏡外科学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-08
• [Presentation] 腹腔鏡下幽門側胃切除後Billroth-I法再建におけるAugmented Rectangle Technique (ART)の有用性. (2016)
  • Author(s): 小川光一、明石義正、田村孝史、大原佑介、榎本剛史、倉田昌直、大河内信弘
  • Organizer: 第29回日本内視鏡外科学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-08
• [Presentation] 腹腔鏡下胃空腸吻合術の有用性の検討 (2016)
  • Author(s): 北口大地、明石義正、釼持明、小川光一、大原佑介、田村孝史、久倉勝治、榎本剛史、倉田昌直、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第29回日本内視鏡外科学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-08
• [Presentation] 可変3D画像と術野映像へのプロジェクションを用いた鏡視下胃癌手術のARナビゲーション. (2016)
  • Author(s): 明石義正、大城幸雄、小川光一、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第25回日本コンピューター外科学会大会
  • Place of Presentation: 東京工科大学蒲田キャンパス（東京都大田区）
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] 可変3D-CT画像と鏡視下アノテーションを用いた腹腔鏡下胃切除ナビゲーション (2016)
  • Author(s): 明石義正、小川光一、大城幸雄、久倉勝治、榎本剛史、大原佑介、倉田昌直、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第78回日本臨床外科学会総会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪（東京都港区）
  • Year and Date: 2016-11-24
• [Presentation] 腹腔鏡下幽門側胃切除術のシーン・作業分解による映像解析法 (2016)
  • Author(s): 7. 明石義正、田村孝史、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第88回日本胃癌学会総会
  • Place of Presentation: 別府国際コンベンションセンター（大分県別府市）
  • Year and Date: 2016-03-17
• [Presentation] Augemneted reality (AR) navigation of laparoscopic gastrectomy; deformable 3D and its overlay projection. (2016)
  • Author(s): 明石義正、大城幸雄、田村孝史、榎本剛史、久倉勝治、大原佑介、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第71回日本消化器外科学会総会
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島県徳島市）
• [Presentation] はじめての腹腔鏡手術をサポートする視覚支援ツール「タッチレスアノテーション」の内視鏡外科教育への活用 (2015)
  • Author(s): 6. 明石義正、大城幸雄、田村孝史、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第28回日本内視鏡外科学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2015-12-10
• [Presentation] 並存疾患を有する胃癌症例に対するE-PASSスコアでの合併症リスク層別化による治療戦略 (2015)
  • Author(s): 5. 明石義正、田村孝史、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘.
  • Organizer: 第77回日本臨床外科学会総会（パネルディスカッション）
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-11-26
• [Presentation] 胃切除後再建パウチ機能不全に対する外科的再介入 (2015)
  • Author(s): 4. 明石義正、田村孝史、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、稲川智、福永潔、小田竜也、大河内信弘
  • Organizer: 第45回胃外科・術後障害研究会
  • Place of Presentation: ヒルトン名古屋（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-11-06
• [Presentation] 膵頭十二指腸切除（PD）術後の残胃癌に対する術前3D-CTシミュレーションの有用性 (2015)
  • Author(s): 3. 奥田洋一、明石義正、田村孝史、久倉勝治、榎本剛史、大河内信弘.
  • Organizer: 第70回日本消化器外科学会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • Year and Date: 2015-07-15
• [Presentation] T4b膵頭部浸潤胃癌（T4b-Ph）胃癌に対する外科治療の現況と問題点 (2015)
  • Author(s): 1. 大和田洋平、明石義正，稲川智、古田智章、塚本俊太郎、田村孝史，久倉勝治，榎本剛史，村田聡一郎，小田竜也，大河内信弘．
  • Organizer: 第115回日本外科学会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-04-16
• [Presentation] 胃癌手術患者における術前骨格筋量低下と短期・長期予後との関連 (2015)
  • Author(s): 2. 塚本俊太郎、明石義正，稲川智、古田智章、大和田洋平、田村孝史，久倉勝治，榎本剛史，村田聡一郎，小田竜也，大河内信弘．
  • Organizer: 第115回日本外科学会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-04-16
• [Presentation] 3Dナビゲーションを用いた外科手術 肝胆膵領域における当科での3D手術ナビゲーションの取り組み (2014)
  • Author(s): 4. 宮本良一、大城幸雄、中山健、高野恵輔、橋本真治、福永潔、小田竜也、大河内信弘
  • Organizer: 第76回日本臨床外科学会総会
  • Place of Presentation: 郡山市民文化センター、ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-22
• [Presentation] 超音波凝固切開装置（USAD）単独使用でのLADGを安全に行うための工夫 (2014)
  • Author(s): 1. 明石義正，田村孝史，久倉勝治，榎本剛史，村田聡一郎，高野恵輔，橋本真治，大城幸雄，福永潔，小田竜也，大河内信弘
  • Organizer: 第27回日本内視鏡外科学会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン盛岡、マリオス、アイーナ（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2014-10-02 – 2014-10-04
• [Presentation] 膵切除術における3D手術シミュレーションの手術成績への寄与 (2014)
  • Author(s): 2. 宮本良一, 大城幸雄、橋本真治、中山健、高野恵輔、福永潔、小田竜也、大河内信弘．
  • Organizer: 第69回日本消化器外科学会総会
  • Place of Presentation: 郡山市民文化センター（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2014-07-16 – 2014-07-18
• [Presentation] 臓器抽出、モデル作成から肝変形までを実現した肝切除エミュレーター「liversim」の開発と展開 (2014)
  • Author(s): 3. 大城幸雄、金在てい、三谷純、工藤博幸、滝沢穂高、福永潔、高野恵輔、橋本真治、小田竜也、大河内信弘
  • Organizer: 第69回日本消化器外科学会総会
  • Place of Presentation: 郡山市民文化センター（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2014-07-16 – 2014-07-18