2010 Fiscal Year Annual Research Report
3次元脳血管画像の導入による新規マルチモダル手術支援システムの開発
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20591703
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
溝井 和夫 秋田大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (70157519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹嶋 寿郎 秋田大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (40235289)
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| Keywords | 脳神経外科 / 手術器機学 / 手術支援システム |
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| Research Abstract |
今年度は3次元CT血管撮影(three-dimensional CT angiography, 3D-CTA)、3次元回転血管撮影(three-dimensional rotational angiography, 3D-RA)に3次元超音波血管撮影(three-dimensional ultrasonic angiography, 3D-UA)を統合した位置情報のリアルタイムアップデートが可能な3次元脳血管画像誘導手術法の確立を目指して研究を行った。
まず、術前に撮影した3D-CTAあるいは3D-RA画像を、イメージフユージョン技術を応用して、術中に任意の角度で作成される3D-UAの画像に対応した形に再構築する技術を開発した。そのためには、予め取得した3D-CTAあるいは3D-RAのセットデータからMPR (Multi-Planar Reconstruction)画像をリアルタイムに作成する必要がある。このMPR再構成のための演算処理はオープンソースソフトウェアOsiriXを用いることにより汎用パソコンで実現可能であった。
さらに、3D-CTA、3D-RAを3D-UAに基づきリアルタイムアップデートするためには、異なる3次元座標間の変換が必要である。必要とする座標系は1)被検者の術前3D-CTAあるいは3D-RAセットの座標系、2)光学式位置センサの座標系、3)超音波探触子の座標系、4)被検者の術中3D-UAの座標系の4座標系であり、各座標相互の変換行列を求めて、以降、探触子を動かすごとに3D-UAの座標を3D-CTAあるいは3D-RAセットデータの座標に関連付けて、それぞれのリアルタイムアップデート画像を再構成した。臨床例において再構築3次元脳血管画像の位置精度を検証した。すなわち、3D-UAから再構成したリアルタイムアップデート画像と通常のナビゲーションプローブで測定した各頂点座標とを比較し、リアルタイムアップデート画像の精度評価を行った。その結果、位置の誤差は2mm程度であり、十分に臨床使用が可能な精度と考えられた。
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