2008 Fiscal Year Annual Research Report
直感的インタフェースを有する臨床使用に適した手術ナビゲーションシステムの開発
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20680029
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
洪 在成 Kyushu University, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 特任准教授 (70404043)
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| Keywords | レドックスナビ |
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| Research Abstract |
手術ナビゲーションを支援するオープンソースソフトである3D Slicerを基盤に必要とする機能の追加を行った。手術ドリルの位置計測のためには、赤外線を用いる光学式位置センサーであるPolarisを利用した。患者と画像とのレジストレーションのためには、最も精度の優れているPaired Point法を用いた。特徴点を決めるために、皮膚マーカと解剖学的特徴点、そして骨組織などに固定するテンプリットなどが用いられるが、本研究では各方法の長所を生かしたハイブリッドレジストレーションを考案適用した。
本システムは, 複数のPaired Pointからレジストレーション誤差(FRE)の最も少ない組み合わせを自動的に抽出する機能を持っており、一部のマーカが利用不可になった場合や、画像と患者間のマーカの対応関係が把握できない場合にもレジストレーションを遂行できる。さらに直感的なカラー表示を用いて最も誤差を大きくするマーカを特定し、排除することができる。
手術用ドリルを使用する耳科手術の場合、ドリル操作により頭部が圧迫され、5mm以上動くことがある。また術中に患者の姿勢を変えるため、手術ベッドを動かす場合は、手術対象の臓器にさらに大きな移動と回転が起こる。本システムは、患者の歯に固定する歯型フレームに位置センサー用のマーカを取り付け、術中に患部の動きを追従した。この際、3次元画像データを更新せず、患者は動かないと仮定し、実際頭部が動いた運動量だけを術具が反対に動いたことにみなす処理を行う。この処理により、重い3次元データを扱う必要がなくなり、対象と術具の3次元位置関係をリアルタイムに更新し直感的に表示することができた。
開発したシステムは耳鼻咽喉科手術と肝がんのアブレーション治療で検証され、安全性の向上に寄与できることが確認された。
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