2016 Fiscal Year Research-status Report
脳内構造を疑似透視するプロジェクションマッピングの脳手術への応用
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15K10371
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
丸山 啓介 杏林大学, 医学部, 講師 (10345192)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 直己 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70345354)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プロジェクションマッピング / スマートグラス / 脳神経外科 / ナビゲーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
手術前にあらかじめ得られた画像から作成したコンピューターグラフィックスをコンピュータディスプレー上ではなく直接頭皮上に投影するプロジェクションマッピングを行うべく、前年度には画像処理および投影の環境を整え、３Dプリンタで作成した頭部モデルを使用して誤差検証作業を行った。この研究成果について本年度に学会発表を行った。
その後、頭髪が存在する環境では投影の精度が低下することが判明したため、頭髪の影響を受けない、スマートグラス（メガネ型ウェアラブル端末）上に描出する作業に移行した。当初は術野から撮影した静止画に符合するコンピューターグラフィックスをスマートグラス上に描出した。モデルを使用した誤差測定の段階では投影誤差は1.9mm±1.1mmと許容範囲内であったが、臨床例へ適応したところ誤差が3～7mm程度と、比較的大きく、臨床応用としては許容範囲にはないことが判明した。このため、既報告での手法を取り入れ、スマートグラスおよび患者頭部に光学マーカーを設置して、これらの位置をモーションキャプチャーカメラで捕らえ、頭部に対するスマートグラスの相対的な位置に符合するコンピューターグラフィクックスをリアルタイムに表示した。模型を使った機械的誤差は3.1±1.9mmと許容範囲であり、2例の臨床例でも投影の誤差は2.1±1.1mmであった。この初期経験について、次年度以降に学会発表および論文発表を予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
頭髪の存在が投影を妨げるという、想定外の状況により使用する手法については当初の予定からは変更を余儀なくされたが、適切な代替案により迅速・的確に対応することができた。結果的に良好な描出の結果を得ることができた。年度内に学会での発表や論文の投稿も済ませることができ、おおむね順調な進捗状況であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
スマートグラスを利用した臨床例について、安定した描出が得られるよう改良を重ねる予定である。また、本来の頭部へのプロジェクションマッピングについても、頭髪手術に適応する前に投影における頭髪の影響を確認する必要があるため、頭髪の存在する環境でも同様の精度が得られるかどうかの検証作業を行う。
同様の精度が確認できた後に、脳の表面の血管を描出するため、脳虚血に対する浅側頭動脈-中大脳動脈（STA-MCA）吻合術へ応用する。この手術は脳の表層に位置する中大脳動脈に血管吻合を行うもので、通常は回答を行った後に吻合の標的とする血管を探索することになるが、これをあらかじめ頭皮上に投影することにより、より安全に、より精度の高い手術を行うことを目指す。STA-MCA吻合術10例を目安としてこの手技を適応する。なお、このための臨床倫理審査の結果すでに承認されている。頭皮上に投影した血管の位置と、開頭して血管が露出した状態での血管の位置を比較し、その誤差を測定する。
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| Causes of Carryover |
年度内に研究に必要な出費は全て賄った状態にて残額が発生する見込みとなった。合わせて次年度には研究成果について国際学会にて発表する方針となったため、その経費に充てることとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究成果について次年度に国際学会にて発表することが決定しており、繰越額については主にその際の旅費に充当する予定である。
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