頭蓋顎顔面形態異常における計算解剖学と計算力学を用いた外科矯正手術支援

• Project Area: Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
• Project/Area Number: 15H01109
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 末永 英之 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (10396731)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 多元計算解剖学

Outline of Annual Research Achievements

顎変形症や頭蓋顎顔面形態異常では疾患特有の顎顔面形態がみられる。顔面形態分析を行う際、距離分析や角度分析による評価に加えて、各疾患の顎顔面形態の特徴を計算解剖モデル（個体差が極めて大きい人体の解剖構造を統計数理的に表現する）として三次元的に捉えることは有用である。三次元画像処理の最近の進歩により、顎矯正手術の治療結果を予測し、評価することが可能となってきている。Le Fort I型骨切り術に際し、術前のシミュレーションによりプレート固定の位置を決め、上顎骨の位置決めを行い、この方法の精度を評価した。まず、CTを基に予定する上顎骨移動後の位置とプレート固定の位置、予想される骨片干渉部分を三次元画像処理ソフトウェアによるシミュレーションによって把握し、次に実物大立体モデルを作成しシャム手術を行い、プレート固定の位置と必要な骨削除部位を決定した。手術時には、上顎骨を直接計測することによりシミュレーションによって決定した位置にプレートを仮固定し、予定した骨切りと骨片干渉部分の骨を削除した後、上顎を予定した位置にプレート固定した。術前シミュレーションの精度は、術前のシミュレーション画像と手術後に撮影した三次元CT画像を画像処理ソフトウェアにより重ね合わせ、三次元的な偏差カラーマップによりその差を評価した。これまで、主観に基づいて行われてきた手術計画を客観的定量情報により、外科矯正手術の再現性と質の安定化を目指した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Computer-assisted preoperative simulation for positioning and fixation of plate in 2-stage procedure combining maxillary advancement by distraction technique and mandibular setback surgery (2016)
  • Author(s): Suenaga H, Taniguchi A, Yonenaga K, Hoshi K, Takato T
  • Journal Title: Int J Surg Case Rep Volume: 28 Pages: 246-250
  • DOI: 10.1016/j.ijscr.2016.10.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Computer-assisted preoperative simulation for positioning of plate fixation in Lefort I osteotomy: A case report (2016)
  • Author(s): Suenaga H, Taniguchi A, Yonenaga K, Hoshi K, Takato T
  • Journal Title: J Formos Med Assoc Volume: 115 Issue: 6 Pages: 470-474
  • DOI: 10.1016/j.jfma.2016.01.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 3D Surgical Overlay with Markerless Image Registration Using a Single Camera (2015)
  • Author(s): Wang J, Suenaga H, Yang L, Liao H, Ando T, Kobayashi E, Sakuma I
  • Journal Title: Lecture Notes in Computer Science Volume: 9365 Pages: 124-133
  • DOI: 10.1007/978-3-319-24601-7_13
  • ISBN: 9783319246000, 9783319246017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vision-based markerless registration using stereo vision and an augmented reality surgical navigation system: a pilot study (2015)
  • Author(s): K. Hoshi et al
  • Journal Title: BMC Med Imaging Volume: 15 Issue: 1 Pages: 51-51
  • DOI: 10.1186/s12880-015-0089-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Real-time computer-generated integral imaging and 3D image calibration for augmented reality surgical navigation (2015)
  • Author(s): Wang J, Suenaga H, Liao H, Hoshi K, Yang L, Kobayashi E, Sakuma I
  • Journal Title: Comput Med Imaging Graph Volume: 40 Pages: 147-159
  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2014.11.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Le Fort I型骨切り術における術前シミュレー ションを基にした上顎骨位置決め法の精度 (2016)
  • Author(s): 1.末永英之,谷口明紗子,西條英人,星和人,須佐美隆史,高戸毅
  • Organizer: 第26回 日本顎変形症学会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（一橋講堂）
  • Year and Date: 2016-06-24
• [Remarks] 東京大学医学部附属病院顎口腔外科・歯科矯正歯科 過去の業績
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/~oralsurg/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 手術ナビゲーションシステムおよび手術ナビゲーション方法並びにプログラム (2015)
  • Inventor(s): 王君臣、末永英之、佐久間一郎、小林英津子、星和人
  • Industrial Property Rights Holder: 王君臣、末永英之、佐久間一郎、小林英津子、星和人
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2015-10-02