2016 Fiscal Year Annual Research Report
3D Virtual reality imaging system for surgical simulation and surgical planning
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26462073
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
中郡 聡夫 東海大学, 医学部, 教授 (10261918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河合 隆史 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90308221)
盛川 浩志 青山学院大学, 理工学部, 助教 (90386673)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 仮想現実感 / 3D画像 / ヘッドマウントディスプレイ / 胆道癌 / 膵癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の目的と意義：膵癌および胆道癌に対する血管合併切除を伴う拡大手術が増加している。こうした拡大手術では、血管への癌浸潤の有無だけでなく、腫瘍と血管の立体的位置関係を正確に把握することが、根治切除を達成するためには非常に重要となる。また門脈または肝動脈を合併切除した場合には膵管や胆管の再建に加えて血管再建のシミュレーションも重要になる。今回我々は没入型3D映像の制作を行った。研究の計画と方法：門脈・肝動脈・胆管を3D映像化して、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)に仮想現実感として描出して、血管と腫瘍の立体関係をより明確で分かりやすくする次世代の没入型画像呈示システムを構築した。CTデータの抽出と3DモデリングにはOsiriXを用い、作成した臓器と血管の3Dモデルを没入型仮想現実感環境の3Dモデルに変換して、スマートフォンを内蔵したHMDに呈示した。OsiriXはDICOMのファイル形式を用いることが可能であり、MRIのDICOMデータをOsiriXへ読み込んだ後に，サーフェイスレンダリング機能を用いて画像処理を行い，実際に手術に必要な解剖学的情報のみを抽出し立体的なSTLファイルを作成した。具体的には、MRI動脈相より動脈，門脈相で門脈，EOB肝細胞造影相から肝実質，膵実質，総胆管を抽出した。
結果：我々は血管と腫瘍の仮想現実感3Dモデルを、スマートフォンを内蔵した軽量なヘッドマウントディスプレイ(HMD)に描出して、同時に複数人で観察できるシステムを開発した。医学部学生10人、研修医7人に、製作した画像を観察してもらい立体感などの感想を抽出して検討したところ、立体感は強いが画像酔いがあるという意見が多かった。
予想される貢献：本システムは、レジデントなど若い外科医にとっても血管と臓器の立体関係が理解しやすいメリットがあり手術チーム内で手術イメージを共有できる利点がある。
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