2019 Fiscal Year Research-status Report
3Dプリンターによる立体模型を用いた脳神経外科手術教育システムの確立
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16K10800
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
周郷 延雄 東邦大学, 医学部, 教授 (80287515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根本 匡章 東邦大学, 医学部, 准教授 (60266971)
近藤 康介 東邦大学, 医学部, 講師 (70349877)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 頭蓋底外科 / 脳腫瘍 / 手術シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、脳神経外科医の手術教育方法を確立するために、術前神経放射線画像データから3D プリンターを用いて様々な手術に則した立体模型を作製することにある。研究実施計画として、以下の5項目を挙げており、1. 三次元画像解析ソフトを用いて神経放射線画像データから三次元合成画像を作成する、2. 3D プリンターを用いて各手術法に則った立体模型を開発する、3. 立体模型の解剖学的再現性および精度を評価する、4. 立体模型を用いた手術教育システムを構築する、5. 本教育システム自体の評価を行う、である。
初年度（平成28年度）には、1から3の項目として、三次元合成画像の作成、医療画像データにおけるDICOMデータフォーマットからSTLデータフォーマットへの変換とその際の誤差の縮小の研究を行い、本研究における立体模型の解剖学的精度を向上させた。次いで、3D プリンターによる立体模型のひとつとして、頭蓋底腫瘍を網目状構造に変換することで腫瘍深部を透見できるシミュレーション用模型を作成し、その有用性を学会で発表するとともに国際学会誌に掲載した。平成29年度には、頭蓋底外科手術の技術として必要な前床突起削除が可能な立体模型を作製した。本模型と元データである三次元合成画像との良好な解剖学的再現性を証明した上で、本模型の前床突起削除を行い、その手術練習用模型としての有用性を示すことができた。本内容は国際学会誌に掲載された。
本年は、これらの学術的内容が認められ、講演やシンポジウムの依頼を得た。最終年度には、研究実施計画の項目4および5を行う。
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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
研究実施計画として、1. 神経放射線画像データからの三次元合成画像の作成、2. 3D プリンターを用いた各手術法に則った立体模型（部分的な網目状構造、内部が色付けされた骨）の開発、3. 立体模型の解剖学的再現性および精度の評価、4. 立体模型を用いた手術教育システムの構築、5. 本教育システム自体の評価の5項目において、順調に計画通りに進んでおり、その内容を学会の講演や論文発表として報告している。最終年度である来年度で結実できるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終的に、網目状構造化の立体模型、前床突起削除用の立体模型、経錐体骨法の開頭から錐体骨削除までできる立体模型を用いて、脳神経外科手術の教育システムを開発する。若手脳神経外科医（受講者）への教育方法としては、教科書による基礎知識の習得、指導者による講義、実際の同一症例の神経放射線画像（CT、MRI、脳血管造影）の読影、三次元合成画像による検討、実際の手術動画を用いた指導を行った上で、これらの立体模型を用いて手術手技実習を行う。本教育システム自体の評価は、受講者のアンケート調査をもとに行う。また、実施した際の費用（立体模型作製にかかる費用および諸経費）、実施時間、人的負担、準備時間等についても併せて評価する。
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| Causes of Carryover |
最終的に、立体模型を用いた教育システムの確立に向けての受講者用模型の作製および3Dプリンターの消耗品に費やす予定である。
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