医用3次元画像処理の整形外科への応用

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550271
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 横井 茂樹 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20115744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 孝美 名古屋大学, 工学部, 助手 (60183977) ; 鳥脇 純一郎 名古屋大学, 工学部, 教授 (30023138)
• Keywords: シミュレ-ション / 医用画像 / コンピュ-タグラフィックス / 会話システム / 整形外科手術 / 3次元画像

Research Abstract

本課題ではX線CT装置によって撮影された連続断層像のディジタルデ-タを基にして、整形外科手術計画に利用するためのシステムの開発を行った。本システムは本研究者らがすでに開発した形成外科手術計画システムの基本機能を基盤として整形外科手術計画に必要な機能を新たに開発し、システムとしてまとめたものである。具体的に、次の諸機能を開発した。
〔前処理〕手術シミュレ-ションを行うためには骨盤部と大腿骨が分離されていなければならない。3次元オペレ-タを利用した自動切り離し手順を開発した。
〔表示機能〕骨領域のデ-タから3次元像を生成するための機能である。基本的には形成外科システムの表示機能をそのまま用いた。ただし、骨盤ソケット部と大腿骨の接合部分を観察しやすくするため、半透明表示機能を追加した。
〔操作機能〕手術のシミュレ-ション操作を行うたその機能である。これも基本的には形成外科システムで開発した切断・移動の機能を用いている。ただし、切断に関しては新たに、球面状に切断するための機能を追加した。さらに、股関節部では骨どうしがお互いに干渉しないようにして移動させることが重要であるため、干渉判定の機能および、干渉を許さない移動の機能を追加開発した。
〔評価機能〕手術自体の目的が大腿骨頭が骨盤ソケット部によく接触するようにし、体の荷重がうまく骨頭部で支えられるようにすることなので、シミュレ-ションで立案した手術方式の良さを評価するために両部分がお互いに接触している領域を骨頭部に表示する接触面表示機能を開発した。
この他、操作性の向上などを目的として拡張機能を追加した。

Research Products

• [Publications] 曽山豊他: "三次元画像を利用した股関節手術計画支援システム" 医用電子と生体工学. 3. 10-18 (1989)
• [Publications] Shigeki Yokoi et.al.: "A Surgical Simulation System for Craniofacial and Orthopedic Surgevies" IEEE Medicine and Biology.
• [Publications] 加藤憲他: "手術計画支援シテスムにおける対話機能の強化-三面図入力機能及び履歴記録機能-" 電子情報通信学会パタ-ン認識・理解研究会. (1990)
• [Publications] 江場俊光他: "股関節手術計画支援システムにおける大腿骨の最適位置の自動決定" 1990年電子情報通信学会春季全国大会. (1990)
• [Publications] 横井茂樹: "医用3次元画像の表示技法" 医用電子と生体工学. 3. 11-17 (1989)
• [Publications] 鳥脇純一郎他: "医用3次元画像の解析・認識技法" 医用電子と生体工学. 3. 18-27 (1989)