女性泌尿器科手術における術中三次元リアルタイムナビゲーション法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09203
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 藤原 敦子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20457980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 恭弘 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20388185) [Withdrawn] ; 浮村 理 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70275220) ; 本郷 文弥 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80291798) ; 内藤 泰行 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50405312) ; 白石 匠 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70405314)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 泌尿器科 / 手術ナビゲーション / 女性泌尿器科手術 / Image fusion

Outline of Annual Research Achievements

2次元超音波診断装置の経直腸的プローブに装着した位置センサー(磁場受信装置)により空間的位置情報をワークステーションに送り、つぎにワークステーション内で、あらかじめ所得しておいた同一患者のCT/MRIの３Dデータと超音波プローブのポジショニング
をおこなうことで、超音波像と同一のCT/MRIの３D画像をリアルタイムに同期表示させるためのソフトウェアの改良を行っている。さらに、Headmountを使用したVR (virtual reality) と AR (augmented reality)の利用を開始している。ただ、Headmountは高額で現在のところ汎用性には乏しいため、さらに安価なタブレット上でも体内の3次元情報を表示させ、手術操作の穿刺ラインを表示するためのソフトの改良中である。これにより、術者のみならず、助手も、体内深部のゴールとなる解剖学的位置を、共有できることで、より容易で正確な手術が可能になると考える。教育にも有用である。
ただ、３Dデータはほぼ仰臥位で撮像した画像をもとに構築しているが、砕石位の手術ではターゲット（解剖学的構造物）の位置の誤差が生じてしまうと考えられる。実際の手術で使用可能となるには、ターゲットについて表示画像と実際の位置の誤差ができるだけ小さくなることが望ましいため、もととなるCT/MRIの撮像条件などを変更したり、３Dデータと超音波画像の位置合わせの条件を検討している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

あらかじめ撮影しておいた同一患者のCT/MRIの３Dデータと超音波プローブのポジショニングをおこなうことで、超音波像と同一のCT/MRIの３D画像をリアルタイムに同期表示させる方法の開発はほぼ完了し、実用化を目標として誤差を減らすべく改良中であるため。

Strategy for Future Research Activity

女性泌尿器科手術のなかでも特に骨盤臓器脱に対するTVM手術がブラインド手技が多いため、この技術を使用することの恩恵が大きいと考えている。そのため、経腟手術で使用すべく、誤差を許容範囲内に収める必要がある。　女性骨盤底ファントムを用いて、坐骨棘、仙骨、仙棘靭帯の位置について実際の位置と画像上の位置の誤差、および穿刺位置の誤差を5mm以内になるよう３Dデータと超音波画像の位置合わせの条件やソフトウェアを改良する。

Causes of Carryover

研究の進行状況に応じて必要となる機器に係る使用額が、当初の計画に比べ少額で済んだため。 申請時の使用計画に従い、ソフトウェアの改良や消耗品及び旅費・論文投稿料・学会参加費等に使用する予定である。