プロジェクションマッピングを用いた3D-MRIによる乳房温存術支援システムの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10326
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 天野 真紀 順天堂大学, 医学部, 准教授 (60297869)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北畠 俊顕 順天堂大学, 医学部, 准教授 (20338354) ; 黒河 千恵 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20399801)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 乳癌 / 乳房温存術 / ナビゲーションシステム / 手術支援 / MRI / プロジェクションマッピング

Outline of Annual Research Achievements

乳癌の乳房温存術では切除断端陽性が再発の危険因子であり、これを防ぐために術前各種画像診断を駆使して癌の広がりを診断する。MRIは乳癌の特徴的な進展形式である乳管内進展を最も良好に描出するが、通常腹臥位で撮像され、乳房は柔らかく形を変えやすいことから、手術室の背臥位でMRIでの癌の広がりを再現することには限界がある。H28年度は3D－MRI画像を乳房皮膚に直接にプロジェクションマッピングし癌の広がりを転写するシステムを開発するための基礎検討を行った。
①丸みのある乳房に画像をプロジェクションマッピングするためには歪みの補正を行う必要がある。全身麻酔下の限られた時間内で乳房表面の丸みを検出し、投影用MRI画像を補正するソフトウエアと、手術室で安全かつ正確に投影するためのプロジェクションマッピング装置のハードウエアを研究協力者である企業と共同で開発した。
②プロジェクションマッピングに適した仰臥位MRIの撮像方法と投影画像の再構成法を検討した。
③プロジェクションマッピングの際の乳房とMRI画像のレジストレーションのためのマーカーの選択や配置法の検討を行った。
④開発したシステムの精度検証実験に用いる3Dプリンティングによるファントム作成のためにMRIで視認性のある素材を検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

曲面投影補正ソフトの開発を担当する研究協力者である企業との研究計画の確認と曲面投影補正ソフトの開発に時間を要した。
MRIで視認性のある3Dプリンティング用の軟性素材の選択に時間を要した。ファントムの癌部と非癌部のMRIにおける信号強度をいかに分離させるか、素材と再構成法の選択に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

作成する乳房ファントムを用いた曲面投影補正法の精度検証を研究協力者の協力を得て、行う。これは臨床検討に向けたシミュレーションも兼ねており、実症例で安全かつ正確に投影するための準備を行う。
臨床検討では、研究分担者である乳腺外科医の協力を得てスムーズな症例登録とプロジェクションマッピングを用いた手術を行う。

Causes of Carryover

ハードウエアであるプロジェクションマッピング装置の台座の発注が遅れH29.4になったため

Expenditure Plan for Carryover Budget

台座を発注する