2012 Fiscal Year Annual Research Report
実際の手術器具による脳神経外科手術シミュレーション/トレーニングシステムの開発
| Project/Area Number |
24300180
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
梶田 泰一 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (70303617)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 健策 名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 脳神経外科手術 / シミュレーション / ナビゲーション / 3Dヴァーチャル画像 / トレーニング / コンピューター外科手術 / 画像解析技術 / 手術器具 |
|---|
| Research Abstract |
脳神経外科手術においては、MRIやCTなどの解剖学的画像とPET, fMRIなどの機能画像を基に、術前計画を作成している。脳機能情報を解剖学的情報に重畳して、安全なシミュレーション技術を開発するために、平成24年度は、脳神経外科手術をシミュレーションする際に重要となる脳腫瘍,血管,脳神経などの重要構造物をMRIやCTなどの画像から抽出する技術を検討した.まず、CT、MRI、PETなど様々な種類の画像を統合的に扱うため,画像間の位置合わせの技術を利用して複数の画像の位置合わせを行った。その後、位置合わせされた複数の画像の情報を用いて重要構造物を半自動的に抽出する手法の開発に取り組んだ.
3Dバーチャル画像を用いて脳神経外科手術のシミュレーション・トレーニングを行う際に,実際の手術器具を用いて操作できる技術の検討を行った.磁気式の位置センサを実際の手術器具に取り付け,実空間での手術器具の位置姿勢を取得した.バーチャル空間内でのバーチャル手術器具の位置姿勢をセンサより取得した実空間での手術器具の位置姿勢と対応付けた。これにより,バーチャル手術器具をバーチャル空間内に表示する手法を開発した。
脳神経外科手術では,手術の進行に伴い、髄液が漏出すると脳組織などが変形する。より実際の手術に近いシミュレーションを実現するために、変形の対象領域を節点とバネでモデル化した後,外力を加えることでモデルを変形し、変形前後のモデルの対応関係を用いて画像を変形する技術を開発した。これにより変形された3Dバーチャル画像を生成することが可能となった。変形に要する時間を極力短縮し、3D画像を、真にリアルタイムに変形することで、4Dバーチャル画像を実現した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実施計画書の平成24年度開発項目である1)脳内の重要構造物の抽出、2)手術器具による仮想空間内の操作技術、3)画像のリアルタイム変形技術において、具体的な成果をあげたと判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
より実際の脳外科手術に近づくために、患者体位による脳偏倚などを考慮し、また、脳外科手術操作で必須となる脳へらなどの使用が可能となるシミュレーション技術および、3Dステレオ視が可能となる技術が研究課題となる。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
位置センサ技術および画像解析技術に使用する。
|
Research Products
(4 results)
-
-
[Presentation] The development of 3D lateral and straight view endoscopy and robotic surgical system for the surgery of malignant glioma,2013
Author(s)
Kajita Y, Kenmochi H, Arata J, Chinzei K, Fujimoto H, Wakabayashi T, Yoshida J, Hasizume M,
Organizer
The 7th Pan-Pacific Nreutosurgery Congress
Place of Presentation
Waikoloa, U.S.A(招待講演)
Year and Date
2013-02-01
-
-
