2015 Fiscal Year Research-status Report
テイラーメイド医療に向けた術前・術中支援システムに関する基礎的研究
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26350541
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| Research Institution | Iwate Prefectural University |
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Principal Investigator |
土井 章男 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 教授 (60271839)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 3次元画像処理 / 術前計画支援 / サージェリーガイド / 自動設計 / 人工関節 / Computer Aided Design |
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| Outline of Annual Research Achievements |
整形外科分野では、高度な骨切術、膝・大腿骨の人工関節置換術の手術数が増加しており、安全な手術を行う上で、正確な術前計画、カスタム化を行った骨切り用サージェリーガイドや骨折プレートへのニーズが増加している。また、脊髄脊椎外科での背骨固定を目的とした制動可能な人工関節の需要が非常に多いが設計に時間がかかるため、設計の自動化が望まれている。
これらの要望に答えるために、我々は人体の骨、血管、筋肉を対象に、1）CT、MRI画像から0.1㎜以下の精度で形状加工が容易なデジタル人体モデルの自動作成、2）テイラーメイドな手術補助工具や人工関節の自動設計、3）術前・術中・術後のデータ管理が行える自動化を目指した3Dベース術前・術中支援システムを研究開発している。
本システムの臨床応用は、整形外科の術前計画、サージェリーガイド（骨切り術用）、骨折プレート、脊髄脊椎外科の術前計画、背骨スクリュー固定用人工関節の自動設計である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
THA、TKA、股ARO、膝HTOのためのテイラーメイドな手術用案内器具（サージェカリーガイド）、背骨固定等に使用するカストム化された人工関節やサージェリーガイドが自動で作成されるため、医師の手術負担軽減や手術の安全度の向上、患者のQOLの向上が見込まれる。さらに他の症例でのテイラーメイド医療、術前計画支援および術中支援への応用が見込まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
自動化を目指した3Dベース術前・術中支援システムは、従来のCR画像を利用した2Dベースではなく、すべて3Dベースで術前計画立案、手術前・手術中支援、術後のケアまでを行えることを目標としている。そのために、本研究では、CR、CT、MR、エコー画像から取得した人体の3次元情報を利用して、1）個体差（形状、骨密度、体重等）を考慮したデジタル人体モデルの自動構築、2）テイラーメイド医療・ロボット手術のための術前計画支援・術中支援システムの研究開発、3) 人工関節、骨折用プレート、および補助工具の設計手法の確立、4) システム統合化と臨床応用に重点をおいて、システム開発と基盤技術の研究開発を進めて行く。
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| Causes of Carryover |
研究開発用パーソナルコンピュータ、3DプリンタuPrintのモデル・サポート材の購入時期が最終年度にずれこんだことが原因である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度の当初に研究開発用パーソナルコンピュータと3DプリンタuPrintのモデル・サポート材を購入したため、研究計画に大きな影響はない。
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| Remarks |
株式会社アイプランツ・システムズは、岩手県立大学発大学ベンチャーである。
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