標準脳機能アトラスの投影による未来予測手術の具現化
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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| Project/Area Number |
17H05306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
田村 学 東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80453174)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 脳機能データベース / 脳機能マッピング / 手術シミュレーション / 標準脳 / 未来予測手術 / 逆変換 / 覚醒下手術 / デジタル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2016年度末までに研究代表者が作成した、脳機能データベースに基づいた標準脳（標準脳機能アトラスと呼ぶ）は運動・言語機能局在を異なる閾値分布で表示した独自脳アトラスである。この標準脳機能アトラスは、覚醒下手術中に用いた脳機能マッピング用刺激probeからの位置情報をログとして記録し、患者の脳機能情報を付加したデジタルデータベースを構築したものである。2017－2018年度は手術患者の術前MRI上に標準脳機能アトラス情報を逆変換し、患者個々の脳機能を術前MRI上で予測する研究を行った。同時に通常の正常脳から予想される機能部位との差分を測定し、検証した。症例数の増加に従い、既に確立したマッピング位置情報デジタル化手順（画像変換）の精度を再評価した。特に2018年度は、実際の摘出術における記録データ上にシミュレーションすることに重点をおいた。ソフトウェアで術前脳溝情報を予め抽出しているため、術中MRI画像に重畳して脳溝ナビゲーションによる機能局在の推定が可能であり、未来予測手術の一環として組み入れた。上述の、標準脳機能アトラスから患者術前MRI、さらに進めて術中MRIへの逆変換を確立した上で成果を論文化した。画像変換精度の再評価を3名に対して行ったが、2.7-6.5mmの誤差にとどまり、non-rigid registrationの手法での許容できる範囲と推定された。加えて、術中画像を用いた変換作業が標準化できるようにするためのシステムを構築し、機能情報をもった標準脳画像を患者の術中画像に40分程度で変換出来るようにし、その変換データを用いて脳機能予測を軸とした臨床（脳腫瘍摘出術）への応用にむけたシミュレーションを実装した。今後は、未来予測手術に向けた臨床研究を計画しつつ、他の施設への汎用性をもつソフトウェア構築を含め研究開発を応用させる予定である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(51 results)
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[Journal Article] Integrated datasets of normalized brain with functional localization using intra-operative electrical stimulation2019
Author(s)
Tamura M, Sato I, Maruyama T, Ohshima K, Mangin JF, Nitta M, Saito T, Yamada H, Minami S, Masamune K, Kawamata T, Iseki H, Muragaki Y
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Journal Title
International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (IJCARS)
Volume: -
Issue: 12
Pages: 2109-2122
DOI
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[Journal Article] 【医用画像&映像の新時代 最新テクノロジーがもたらすインパクト】 医用画像&映像の最新テクノロジー活用の実際2017
Author(s)
正宗賢, 岡本淳, 田村学, 堀瀬友貴, 小西良幸, 楠田佳織, 生田聡子, 南部恭二郎,丸山隆志, 伊関洋, 村垣善浩
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Journal Title
INNERVISION
Volume: 32
Pages: 52-53
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[Presentation] Normalized Brain Datasets with Functional Information Project the Future-predicting Glioma Surgery2019
Author(s)
Tamura M, Sato I, Maruyama T, Ohshima K, Mangin JF, Nitta M, Saito T, Yamada H, Minami S, Masamune K, Kawamata T, Iseki H, Muragaki Y
Organizer
The fifth International Symposium on Multidisciplinary Computational Anatomy
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[Presentation] ロボット化するスマート治療室2018
Author(s)
村垣善浩, 岡本淳, 小西良幸, 田村学, 堀瀬友貴, 生田聡子, 楠田佳緒, 岸本眞治, 泉美喜雄, 正宗賢, 伊関洋
Organizer
第122回日本眼科学会総会シンポジウム
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[Presentation] AI surgeryを実現するための術中情報の可視化と意思決定2018
Author(s)
村垣善浩, 岡本淳, 正宗賢, 田村学, 齋藤太一, 新田雅之, 丸山隆志, 栗栖薫, 後藤哲也, 藤井雄,本郷一博, 川俣貴一, 伊関洋
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第18回日本術中画像情報学会特別講演
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[Presentation] Normalized Brain Datasets with Functional Information Project the Future-predicting Glioma Surgery2018
Author(s)
Tamura M, Maruyama T, Mangin JF, Sato I, Nitta M, Saito T, Konishi Y, Nambu K, Masamune K, Yamada H, Minami S, Kawamata T, Iseki H, Muragaki Y
Organizer
The forth International Symposium on Multidisciplinary Computational Anatomy, Tokyo, Japan (Oral)
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[Presentation] Role of preoperative DTI tractography for surgical management of gliomas2017
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Organizer
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[Presentation] A surgical navigation system using sulci recognition and diffusion tensor images in glioma surgery2017
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31th annual conference of the International Society for Computer Aided Surgery (CARS), Barcelona, Spain (Oral)
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田村学, 丸山隆志, 新田雅之, 齋藤太一, 高倉朋和, 山田浩之, 正宗賢, 伊関洋, 金野竜太, 酒井邦嘉, 川俣貴一, 村垣善浩
Organizer
第76回日本脳神経外科学会総会、名古屋国際会議場（名古屋市、愛知県）（口演）
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