2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neurosurgery Supporting System based on Real-Time Dynamics Simulation
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15H01707
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
近野 敦 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90250688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 悌二 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00217548)
中川 敦寛 東北大学, 大学病院, 特任准教授 (10447162)
辻田 哲平 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (40554473)
小水内 俊介 北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (40708004)
陳 暁帥 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (40812277)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 手術シミュレーション / ブレインシフト / 手術支援 / 流体構造連成解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，脳外科手術中に同時に実時間手術シミュレーションを行うことで，目視や内視鏡で確認することができない脳深部の変形や，現在脳に発生している応力の分布を医師に視覚提示し，脳に損傷を与える危険性を逐次評価することのできる，脳外科手術支援システムを開発することを目的とする．脳外科手術ではブレインシフトと呼ばれる術中の脳変位が問題となっていた．本研究で開発する脳外科手術支援システムは，動力学シミュレーションでブレインシフトを推定し，かつ術中MRIでは不可能な応力分布表示，損傷危険性評価を実時間で行うものである．
平成29年度は，患者の映像へのCGモデル重畳表示技術の確立，情報提示インタフェースの構築，構築した手術支援システムの検証と評価，に取り組んだ．
「患者の映像へのCGモデル重畳表示技術の確立」では，患者を模したマネキンを立体マーカーとして認識し，マネキン頭部に脳モデルを重畳表示する技術を開発した．脳の変形は実時間で計算しており，マネキンを傾けると重力方向変化による脳変位を重畳表示する．
「情報提示インタフェースの構築」では脳の2次元医用スライス画像列から脳の3次元有限要素モデルを自動生成する手法を開発し，脳に強制変位を与えたときの変形を基に医用画像を変形し，任意の断面で観察できるGUIを作製した．また，その際に発生する内部お応力をカラーで表示することもできる．
「構築した手術支援システムの検証と評価」では，開発したブレインシフトモデルを，ゼラチンを用いた変位実験と比較し，その精度を検証した．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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