頭部X線規格写真を用いた口腔外科手術ナビゲーションシステムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15659483
• Research Institution: 佐賀医科大学
• Principal Investigator: 後藤 昌昭 佐賀大学, 医学部, 教授 (10145211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野口 信宏 佐賀大学, 医学部, 助手 (40284658) ; 山下 佳雄 佐賀大学, 医学部, 講師 (50322300) ; 井原 功一郎 佐賀大学, 医学部, 講師 (90284637)
• Keywords: 顎顔面手術ナビゲーション / 位置発信器 / LED / CCDカメラ / ハンドピース / 開閉口運動 / リアルタイム / アラーム機能

Research Abstract

本研究における特徴は頭部X線規格写真を用いて顎顔面手術ナビゲーションを行うことである。顎顔面外科手術においては、頭蓋の動きや開口に伴う下顎の動きを追尾し補正することが最も重要である、頭部の動きを追跡するために、位置発信器として、前額部にLED装置、開閉口運動の動きを追跡するためオトガイ部にLED装置を装着した。従来のLED装置には、3個のLEDが正三角形に配置されていたが、CCDカメラでの認識を確実にするため2等辺三角形に変更した。また、プローブの位置発信には超音波を利用していたが、術者により遮蔽されたり、障害物による影響を受けることから、LEDとCCDヵメラを利用したものに変更した。さらに、口腔外科領域では手術にハンドピースを使用することが多いため専用のLED装置を開発し、ハンドピースを持ったままでのナビゲーションを可能にした。頭部、オトガイ部のLED装置の固定のために専用のヘッドギアと歯列を利用した固定装置を開発した。ハンドピース先端の位置校正装置は、当初、LEDを配置した装置の穴に先端を入れるようにしていたが、ドリルの経により影響を受けることや、挿入角度により距離が変わってくることから、ドリルの軸方向と、先端位置を規定できる装置を開発した。CCDカメラからの情報を迅速に処理し、ドリル先端の情報をディスプレー上にリアルタイムで表示できるソフトウエアを開発した。また、頭位の変化や開閉口運動に対しても、移動量の演算処理を効率よく行い、リアルタイムのナビゲーションが可能となった。
今後の課題としては、実際の手術における精度の検証と、精度は低下させずになお且つ手術の妨げにならない機器の配置を決定し、必要があれば、CCDカメラに望遠レンズ装着することも検討する。危険部位に接近した際のアラーム機能などの機能も追加していく予定である。

Research Products

• [Publications] Noguchi N: "Orthodontics and Craniofacial Research"Computer simulation system for orthognathic surgery. 6. 76-78 (2003)
• [Publications] 野口信宏, 香月 武: "口腔外科 YEAR BOOK"クインテッセンス. 254 (2003)