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2014 Fiscal Year Annual Research Report

高精細融合三次元画像を用いた周術期手術支援システムの開発

Research Project

Project/Area Number 25670618
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齊藤 延人  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60262002)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords高精査融合3次元画像 / 周術期支援システム / ナビゲーション
Outline of Annual Research Achievements

融合3次元画像では、多数の画像を重畳する。そのため画像の位置合わせの精度は、融合3次元画像の信頼性に関わるきわめて重要な過程である。我々は、位置合わせにおいて画像の使用領域を関心領域に限局させることで位置合わせ精度の向上が可能であることを発見した。一方で、画像の使用領域を限局させすぎると位置合わせの精度が低下することも発見したため、位置合わせ精度が上昇する最適な画像使用領域を検討した。具体的には、後頭蓋窩において拡散強調画像を形態画像に位置合わせする際の最適な画像使用領域は後頭蓋窩のうち位置合わせを行う対象領域に限局させた領域であることを明らかにした。その結果を論文8)で報告した。また3次元画像作成時の対象領域の抽出に関しては、対象領域に対して複数のモダリティと、組織毎に最適な閾値を設定することで、対象組織を正確に3次元表示することが可能となった。手法の確立はしたものの、これらの手法の自動化に関しては達成できておらず、引き続き検討を行う予定である。
手術ナビゲーションに関しては、当施設で作成した融合3次元画像を使用して作成を試みた。また本ナビゲーションでは、顕微鏡操作時に術者がみている術野と対応する3次元画像をナビゲーション上で表示するため、顕微鏡の位置情報と倍率情報を取得した。その結果、当施設で作成した高精細な融合3次元画像を使用したナビゲーションを作成することに成功した。また上述の顕微鏡情報を取得することで顕微鏡の視軸方向に追従し、顕微鏡の拡大縮小に対応するナビゲーションを作成する事に成功した。精度はTarget Registration Errorで評価した。その精度は市販されているナビゲーションと同定であることを確認した。本ナビゲーションは、術野を直感的に把握することが可能となるため、実際の手術での有用性が期待される。そのため今後臨床応用すべく現在準備を進めている。

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] A Microscopic Optically Tracking Navigation System That Uses High-resolution 3D Computer Graphics2015

    • Author(s)
      Yoshino M, Saito T, Kin T, Nakagawa D, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
    • Journal Title

      Neurologia medico-chirurgica.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The impact of combined use of diffusion tensor tractography and multi-fused CE-FIESTA for predicting position of the facial and cochlear nerves in relation to vestibular schwannoma2015

    • Author(s)
      Yoshino M, Kin T, Ito A, Saito T, Nakagawa N, Kamada K, Mori H, Kunimatsu A, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
    • Journal Title

      J Neurosurge.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Feasibility of diffusion tensor tractography for preoperative prediction of the location of the facial and vestibulocochlear nerves in relation to vestibular schwannoma2015

    • Author(s)
      Yoshino M, Kin T, Akihiro Ito, Saito T, Nakagawa D, Kamada K, Harushi Mori, Kunimatsu A, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
    • Journal Title

      Acta Neurochir (Wien)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Endoscopic transnasal approach for surgical resection of locally aggressive tumors in the orbit.2015

    • Author(s)
      Shin M, Kondo K, Hanakita S, Suzukawa K, Kin T, Shojima M, Nakagawa D, Saito N.
    • Journal Title

      N Neurosurg.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved preservation of function during acoustic neuroma surgery2015

    • Author(s)
      Nakatomi H, Miyazaki H, Tanaka M, Kin T, Yoshino M, Oyama H, Usui M, Moriyama H, Kojima H, Kaga K, Saito N
    • Journal Title

      J Neurosurge.

    • DOI

      10.3171/2014.8.JNS132525.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diffusion tensor tractography of normal facial and vestibulocochlear nerves.2015

    • Author(s)
      Yoshino M, Kin T, Ito A, Saito T, Nakagawa D, Kamada K, Harushi Mori, Kunimatsu A, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
    • Journal Title

      Int J Comput Assist Radiol Surg.

    • DOI

      10.1007/s11548-014-1129-2.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ptosis as partial oculomotor nerve palsy due to compression by infundibular dilatation of posterior communicating artery, visualized with three-dimensional computer graphics: case report.2014

    • Author(s)
      Fukushima Y, Hideaki Imai, Yoshino M, Kin T, Takasago M, Kuniaki Saito, Nakatomi H, Saito N
    • Journal Title

      Neurologia medico-chirurgica.

      Volume: 54 Pages: 214-218

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal setting of image bounding box can improve registration accuracy of diffusion tensor tractography.2014

    • Author(s)
      Yoshino M, Kin T, Saito T, Nakagawa D, Nakatomi H, Kunimatsu A, Oyama H, Saito N
    • Journal Title

      Int J Comput Assist Radiol Surg.

      Volume: 9 Pages: 333-339

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脳腫瘍手術における術前・術中機能マッピング2014

    • Author(s)
      金太一、吉野正紀、斉藤季、中川大地、庄島正明、武笠晃丈、辛正廣、今井英明、中冨浩文、國松聡、小山博史、斉藤延人
    • Journal Title

      脳神経外科ジャーナル

      Volume: 23 Pages: 5-11

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 臨床医療における3DCGの使用経験と機器開発2014

    • Author(s)
      金太一
    • Organizer
      UnitySolutionConference2014
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-04
    • Invited
  • [Presentation] コンピュータグラフィックスを用いた多相融合情報の知的可視化による手術シミュレーション2014

    • Author(s)
      金太一、中冨浩文、斉藤季、野村征司、庄野直之、中川大地、庄島正明、武笠晃丈、小山博史、斉藤延人
    • Organizer
      第73回日本脳神経外科学会総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-10-09
  • [Presentation] シミュレーション画像の評価表・エンドポイント2014

    • Author(s)
      金太一
    • Organizer
      第14回日本術中画像情報学
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-07-12
    • Invited
  • [Presentation] Arehigh-resolutionthree-dimensionalcomputergraphics(3DCG)andthenavigationusing3DCGusefultoolsinneurosurgicaloperations?2014

    • Author(s)
      YoshinoM,SaitoT,KinT,NakagawaD,NakatomiH,OyamaH,SaitoN
    • Organizer
      ComputerAssistedRadiologyandSurgery,28thInternationalCongressandExhibition.
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-06-25
  • [Book] 脳神経外科速報24巻8号 融合3次元画像を用いた脳血管障害の手術プランニング2014

    • Author(s)
      金太一
    • Total Pages
      110
    • Publisher
      メディカ出版
  • [Book] 脳神経外科速報24巻1号 融合3次元画像の作り方と手術シミュレーション2014

    • Author(s)
      金太一
    • Total Pages
      120
    • Publisher
      メディカ出版
  • [Book] 「先端医療シリーズ45.臨床医のための最新脳神経外科」 融合3次元画像を用いた手術シミュレーション.2014

    • Author(s)
      金太一、小山博史、斉藤延人
    • Total Pages
      628
    • Publisher
      先端医療技術研究所
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 画像処理装置、及び手術顕微鏡システム2014

    • Inventor(s)
      金太一、斉藤季、吉野正紀、小山博史、斉藤延人
    • Industrial Property Rights Holder
      金太一、斉藤季、吉野正紀、小山博史、斉藤延人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-211065
    • Filing Date
      2014-10-08
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 画像処理装置、及び手術顕微鏡システム2014

    • Inventor(s)
      画像処理装置、及び手術顕微鏡システム
    • Industrial Property Rights Holder
      画像処理装置、及び手術顕微鏡システム
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-211065
    • Filing Date
      2014-10-08
    • Overseas

URL: 

Published: 2016-06-01  

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