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2013 Fiscal Year Research-status Report

実・仮想両空間相互介入型の先進的ナビゲーション技術の開発

Research Project

Project/Area Number 24592158
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

藤井 正純  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10335036)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 健策  名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)
Keywords3D virtual image / image-guided surgery / skull base surgery
Research Abstract

本研究課題は、高度な画像処理を行う新たなナビゲーション技術の創出にある。本年度はWindows 7ベースでのソフトウェアの調整作業・マッキントッシュコンピュータを用いた画像処理ルーチンの開発を行い、以下の2つのプロジェクトを施行した。
1.3Dバーチャルナビゲーション開発:3Dバーチャル技術を用いた手術前シミュレーション実験を5例に対して施行した。また1例については3Dモデルプリンターを用いたモデルを作成して、最新バージョンを搭載したInteractive Navigationを用いた頭蓋底骨切りを施行した。手術手技施行者側の習熟により、リアルタイムの手術場面に近い3D画像表示の実現可能性が示された。本技術の成果は、第22回日本コンピュータ外科学会において発表し、2013年度講演論文賞・最優秀賞受賞として高い評価を取得した。
2.術中MRI画像のノイズ低減技術開発:3D画像生成・正確な術中診断・ナビゲーション画像向上のためには、術中MRIなど画像のノイズ低減技術開発が必須であり、これについては、Non-local means 3D filterを用いた画像技術改善を行った。本技術の成果は、学会発表ならびに論文として発表を行った。
以上の成果は、本研究の目的達成のための重要な基礎技術となるとともに、技術単体はわかりやすい術中のナビゲーション画像提示、術中画像診断精度向上に寄与するものと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

術中の実空間情報情報および仮想空間情報の相互介入技術については概ね当初想定された範囲の技術水準が得られている。3D実体モデルを用いた検証により、光学式ならびに磁場式の位置情報取得、レジストレーション機能、視点機能、3D画像上での位置提示機能、各機能が良好に動作することが確認され、かつ、術具の先端情報を登録した上で、術具先端情報により仮想的な骨切を行なってリアルタイムに表示することが可能であった。表示に関するタイムラグは臨床上問題のない程度であり、プログラムは安定して動作した。

Strategy for Future Research Activity

3Dプリンターによるモデルを用いた精度実験の施行を行い、これについて十分な結果が得られた場合には、臨床例での実行を予定する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本年度予定している3D実体モデルを使った研究のための予算について確保するため、予算調整を行った。
3D実体モデルを使った研究、本研究の総括についての発表等を予定している。

  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Adapting Non-Local Means of De-noising in Intraoperative Magnetic Resonance Imaging for Brain Tumor Surgery2014

    • Author(s)
      T Mizukuchi, M Fujii, Y Hayashi, M Tsuzaka
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 7 Pages: 124-132

    • DOI

      10.1007/s12194-013-0241-2. Epub 2013 Nov 27.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Usability of Unbiased Non-Local Means for De-noising Intraoperative Magnetic Resonance Images in Neurosurgery2014

    • Author(s)
      T Mizukuchi, M Fujii, Y Hayashi, M Tsuzaka
    • Journal Title

      International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery

      Volume: 9 Pages: 891-903

    • DOI

      10.1007/s11548-013-0972-x. Epub 2014 Jan 7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 頭蓋底手術における3Dバーチャル画像と3Dプリンタにより造形された立体モデルによる手術支援の検討.2013

    • Author(s)
      林雄一郎,藤井正純,藤本保志,梶田泰一,若林俊彦,森健策
    • Journal Title

      日本コンピュータ外科学会誌

      Volume: 15 Pages: 132-133

  • [Presentation] Non‐Local Means filterを用いた術中MR画像におけるノイズ低減法の物理的評価

    • Author(s)
      水口貴詞,大久保翔平,津坂昌利,藤井正純,若林俊彦
    • Organizer
      第69回日本放射線技術学会総会学術大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
  • [Presentation] Evauation of Noisy Intraoperative MR Image Quality and Denoising using a Unbiased Non-Local Means Filter

    • Author(s)
      Takashi Mizukuchi, Masatoshi Tsuzaka, Masazumi Fujii
    • Organizer
      The 35th annual international conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2013)
    • Place of Presentation
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • [Presentation] Non-Local Means Filterを用いた脳神経外科画像誘導手術における術中MR画像のノイズ除去

    • Author(s)
      水口貴詞,藤井正純,林雄一郎,津坂昌利,中村徳人,若林俊彦
    • Organizer
      第13回日本術中画像情報学会
    • Place of Presentation
      山形国際ホテル(山形市)
  • [Presentation] Non-Local Means Filterを用いた脳神経外科画像誘導手術における術中MR画像のノイズ除去

    • Author(s)
      水口貴詞,藤井正純,津坂昌利,林雄一郎,若林俊彦
    • Organizer
      第41回日本磁気共鳴医学会大会
    • Place of Presentation
      アスティとくしま(徳島市)
  • [Presentation] Non-Local Means Filterを用いた脳神経外科画像誘導手術における術中MR画像のノイズ除去

    • Author(s)
      水口貴詞, 藤井正純,津坂昌利,林雄一郎,若林俊彦
    • Organizer
      第41回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • Place of Presentation
      アクロス福岡(福岡市)
  • [Presentation] De-noising Intraoperative Magnetic Resonance Images Using an Unbiased Non-Local Means 3D Filter in Image-Guided Neurosurgery

    • Author(s)
      T. Mizukuchi, M. Tsuzaka, M. Fujii, Y. Hayashi, T. Wakabayashi
    • Organizer
      Nagoya-Yonsei University Research Exchange Meetings on Health Science 2013
    • Place of Presentation
      Wonju, Korea
  • [Presentation] 頭蓋底手術における3Dバーチャル画像と3Dプリンタにより造形された立体モデルによる手術支援の検討

    • Author(s)
      林雄一郎, 藤井正純, 藤本保志, 梶田泰一, 若林俊彦, 森健策
    • Organizer
      第22回日本コンピュータ外科学会
    • Place of Presentation
      東京大学工学部2号館(東京都)
  • [Presentation] Skull Base Surgery Navigation System Based on Updating Preoperative Images Using Positional Information of Surgical Tools

    • Author(s)
      Yuichiro Hayashi, Masazumi Fujii, Yasukazu Kajita, Toshihiko Wakabayashi, Kensaku Mori
    • Organizer
      MICCAI 2013 workshop on Systems and Architectures for Computer Assisted Interventions
    • Place of Presentation
      Nagoya, Japan
  • [Presentation] 安全で使いやすい画像誘導手術室の開発―中・低磁場および高磁場二つの術中MRI手術室の経験から―

    • Author(s)
      藤井正純、林雄一郎、前澤聡、若林俊彦
    • Organizer
      第22回脳神経外科手術と機器学会
    • Place of Presentation
      長野県松本文化会館(松本市)
  • [Presentation] 頭蓋底手術におけるナビゲーションの現在と未来-3Dシミュレーションから3Dナビゲーションまで-

    • Author(s)
      藤井正純、林雄一郎、岩味健一郎、若林俊彦
    • Organizer
      第25回日本頭蓋底外科学会
    • Place of Presentation
      名古屋東急ホテル(名古屋市)
  • [Presentation] 脳腫瘍・頭蓋底手術におけるナビゲーションの現在と未来-3Dシミュレーションから3Dナビゲーションまで-

    • Author(s)
      藤井正純、林雄一郎、岩味健一郎、若林俊彦
    • Organizer
      第13回術中画像情報学会
    • Place of Presentation
      山形国際ホテル(山形市)
  • [Presentation] Image-guided Skull Base Surgery with Advanced 3D Virtual Images

    • Author(s)
      Fujii M,Hayashi Y, Iwami K, Wakabayashi T
    • Organizer
      15th AnnualConference of the Skull Base Surgery Society of India
    • Place of Presentation
      Chandigarh, India
    • Invited
  • [Presentation] 困難な頭蓋底手術への挑戦-3Dバーチャルシミュレーション・3D実体模型シミュレーションそして3Dナビゲーションによる実践-

    • Author(s)
      藤井正純、林雄一郎、岩味健一郎、若林俊彦
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第72回学術総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)

URL: 

Published: 2015-05-28  

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