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2011 Fiscal Year Research-status Report

マルチモダリティ画像融合疑似触覚手術シミュレーションとナビゲーション装置の開発

Research Project

Project/Area Number 23659679
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

鎌田 恭輔  旭川医科大学, 医学部, 教授 (80372374)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
Keywordsニューロナビゲーション / 脳機能 / Tractography / バーチャルリアリティ
Research Abstract

大学病院の1.5T MRIと医局内データ受信DICOMサーバーと接続した。MRI室には視覚、聴覚刺激装置を設置して、認知課題提示、機能MRIの撮像を可能とした。また、60軸以上の拡散強調磁場パルスを印加してDiffusion tensor imaging(DTI)データの取得ができる。機能MRI、DTIデータをサーバー転送後機能MRIはDr. View(旭化成)による差分処理、DTIはFiber tracking法、またはProbabilistic mapによる線維束の描出を行えるようにした。それらの機能データはDr. Viewにより解剖学的T1強調画像に重ね合わせた状態でDICOMフォーマット変換可能とした。作成されたDICOMデータはStryker社製のニューロナビゲーション装置に取り込み、ナビゲーションの元画像として使用が可能とした。これら一連の課程によりFunctional Neuronavigationを可能とした。 2) 小型赤外線トラッキング装置を購入。北海道大学電子科学研究所とインターファイスを共同開発中。 3) WEBカメラにより手術室内に貼り付けたマーカー、天井壁を三次元的に認識させることにより、顕微鏡、手術機器の位置を認識する。本システムはWEBカメラのみであるため、従来法に比べて簡便に位置情報を計測できる。現在株式会社フォレステックと共同開発中である(精度検証の段階)。 機能画像を搭載できるナビゲーション装置を作成は実用可能な段階である。小型赤外線トラッキング装置によるナビゲーション装置のインターフェイスを作成する際に機能MRI、およびDTIデータ処理ソフトウエアを同時に動作するように計画している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1) 大学病院で稼働している1.5T MRIと医局内データ受信DICOMサーバーと接続した。MRI室には視覚、聴覚刺激装置を設置して、認知課題提示、機能MRIの撮像を可能とした。また、60軸以上の拡散強調磁場パルスを印加してDiffusion tensor imaging(DTI)データの取得ができる。機能MRI、DTIデータをサーバー転送後機能MRIはDr. View(旭化成)による差分処理、DTIはFiber tracking法、またはProbabilistic mapによる線維束の描出を行えるようにした。それらの機能データはDr. Viewにより解剖学的T1強調画像に重ね合わせた状態でDICOMフォーマット変換可能とした。作成されたDICOMデータはStryker社製のニューロナビゲーション装置に取り込み、ナビゲーションの元画像として使用が可能とした。これら一連の課程によりFunctional Neuronavigationを可能とした。 2) 小型赤外線トラッキング装置を購入。北海道大学電子科学研究所とインターファイスを共同開発中。

Strategy for Future Research Activity

WEBカメラにより手術室内に貼り付けたマーカー、天井壁を三次元的に認識させることにより、顕微鏡、手術機器の位置を認識する。本システムはWEBカメラのみであるため、従来法に比べて簡便に位置情報を計測できる。現在株式会社フォレステックと共同開発中である(精度検証の段階)。 機能画像を搭載できるナビゲーション装置を作成は実用可能な段階である。小型赤外線トラッキング装置によるナビゲーション装置のインターフェイスを作成する際に機能MRI、およびDTIデータ処理ソフトウエアを同時に動作するように計画している。さらに当院に稼働している術中CT装置とナビゲーションを融合して、術中CT画像をアップデートすることも可能とする。また、WEBカメラを使用したナビゲーション装置では術中MRI装置近傍でも操作が可能となる可能性がある。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

機能画像を搭載できるナビゲーション装置を作成は実用可能な段階である。小型赤外線トラッキング装置によるナビゲーション装置のインターフェイスを作成する際に機能MRI、およびDTIデータ処理ソフトウエアを同時に動作するように計画している。さらに当院に稼働している術中CT装置とナビゲーションを融合して、術中CT画像をアップデートすることも可能とする。また、WEBカメラを使用したナビゲーション装置では術中MRI装置近傍でも操作が可能となる可能性がある。

  • Research Products

    (20 results)

All 2012 2011

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Integration of Corticospinal Tractography Reduces Motor Complications After Radiosurgery2012

    • Author(s)
      Koga T, Shin M, Maruyama K, Kamada K, Ota T, Itoh D, Kunii N, Ino K, Aoki S, Masutani Y, Igaki H, Onoe T, Saito N.
    • Journal Title

      Int J Radiat Oncol Biol Phys

      Volume: 83(1) Pages: 129-133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Refined analysis of complex language representations by non-invasive neuroimaging techniques2011

    • Author(s)
      Ota T, Kamada K, 他4名
    • Journal Title

      Br J Neurosurg

      Volume: 25(2) Pages: 197-202

    • DOI

      10.3109/02688697.2010.505986

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multimodal Neurosurgery force feedback system based on mesh fusion modeling2011

    • Author(s)
      Kuroda Y, Kamada K, 他3名
    • Journal Title

      Biocybernetics and biomedical engineering

      Volume: 31(2) Pages: 33-50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A detailed analysis of functional magnetic resonance imaging in the frontal language area: A comparative study with extraoperative electrocortical stimulation.2011

    • Author(s)
      Kunii N, Kamada k, Ota T, Kawai K, Correspondence:Kamada K
    • Journal Title

      Neurosurgery

      Volume: 69(3) Pages: 590-597

    • DOI

      10.1227/NEU.0b013e3182181be1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 各種疾患 脳腫瘍 脳腫瘍手術におけるfunctional neuronavigation2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Journal Title

      Annual Review 神経2011

      Volume: 2011 Pages: 212-220

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Angiographic classification of tumor attachment of meningiomas at the2011

    • Author(s)
      Kunii N, Ota T, Kin T, KamadaK, Morita A, Kawahara N, Saito N
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 57(1) Pages: 114-121

    • DOI

      10.1016/J.WNEU.2010.09.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrocephalus due to diffuse villous hyperplasia of the choroid plexus2011

    • Author(s)
      Anei R, Hayashi Y, Hiroshima S, Mitsui N, Orimoto R, Uemori G, Saito M, Sato M, Wada H, Hodozuka A, Kamada K
    • Journal Title

      Neuro Med Chir(Tokyo)

      Volume: 51(6) Pages: 437-441

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 海外で知られているレベチラセタムの臨床特性を本邦の実地臨床に適用可能か?2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Journal Title

      Brain and Nerve

      Volume: 63(3) Pages: 247-254

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DTI-based tractographyによる白質マッピングの脳神経外科手術への応用2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Journal Title

      脳神経外科ジャーナル「微小脳神経外科解剖」

      Volume: 20 Suppl 2 Pages: 111-117

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 私の手術論 脳機能の可視化への挑戦2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Journal Title

      脳神経外科速報

      Volume: 21 Pages: 1184-1193

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脳皮質電位による言語・記憶機能野とてんかん焦点局在の解析2012

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      てんかん治療研究振興財団 第23回研究報告会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012 – 39
  • [Presentation] 機能画像・モニタリングを融合脳機能温存・虚血回避を目指した手術2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第40回日本脳卒中の外科学会(招待講演)
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2011.07.31
  • [Presentation] 画像Fusion技術を応用した血管壁特性の検出法の現状2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第40回日本脳卒中の外科学会(招待講演)
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2011.07.30
  • [Presentation] 脳科学と外科の融合による神経機能の画像化2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第64回新潟画像医学研究会(招待講演)
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2011.06.18
  • [Presentation] 脳機能・術中画像による手術支援2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第31回日本脳神経外科コングレス総会(招待講演)
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011.05.07
  • [Presentation] 脳機能温存手術2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第3回福岡脳神経先端治療研究会(招待講演)
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2011.04.22
  • [Presentation] 脳皮質電位と脳磁図によるヒト認知機能ダイナミクス2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011 – 917
  • [Presentation] ECOG時間-周波数解析によるてんかん原性発射の機械的ネットワークの画像化2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第13回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2011 – 91
  • [Presentation] ECoGによる認知情報デコーディング2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      平成23年度 統計数理研究所共同研究集会(招待講演)
    • Place of Presentation
      立川市
    • Year and Date
      2011 – 1127
  • [Presentation] 脳機能画像、脳皮質電位の臨床応用2011

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第70 回学術総会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011 – 1014

URL: 

Published: 2013-07-10  

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