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脳外科手術シミュレーションシステム構築に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14380147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関岩手県立大学

研究代表者

土井 章男  岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 教授 (60271839)

研究分担者 亀田 昌志  岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 助教授 (60243325)
松田 浩一  岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 講師 (70325926)
小川 彰  岩手医科大学, 脳神経外科, 教授 (10204067)
井上 敬  岩手医科大学, 脳神経外科, 助手 (70326651)
小山田 耕二  京都大学, 高等教育研究開発推進センター, 教授 (00305294)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード脳外科手術シミュレーション / セグメンテーション / 弾性モデル / 有限要素法 / フォースフィードバック装置 / MRI / CT / エネルギー画像
研究概要

脳は他の器官に比べて,変形しやすく,現状では,高精度の脳外科手術シミュレーションシステムは,開発されていない.我々は脳を剛体ではなく,柔軟な弾性体として扱うことで,世界初の実用的な脳外科手術シミュレーションシステムを目指している.本年度、開発した機能には,
1)3次元医療画像から形状データの自動抽出機能の統合化と拡張
2)3次元医療画像および抽出された形状データのリアルタイムな高精細表示
3)脳血管障害への応用
がある.1)は,(株)デカルトと共同で3次元可視化ソフトウェアを開発・拡張しており,平成16年5月にSerius (Volume Extractor Ver,2.0.1)の販売,平成16年8月よりSeriusデモ版のダウンロードを開始した.平成17年度3月より,シリウス3Dモデル化アウトソーシングサービスを開始している。本サービスは,3次元画像から任意の内臓を抽出して,光造形装置により,実体モデルを構築するものである。2)に関しては,OpenGLのHWテクスチャマッピング機能を用いて,ボリュームレンダリングをリアルタイムで表示する機能を改良して,さらなる高速化を行った.3)は,本研究で開発した基盤技術を用いて,くも膜下出血診断支援システムのプロトタイプシステムを開発した。開発したプロトタイプは,岩手医科大学の先生に使用してもらい,そのシステム評価を行った.研究対象となる脳画像は,岩手県ハイテクリサーチセンター(アイソトープセンター)が所有する超高磁場(3テスラ)MRI装置と機能的MRI装置から取得した.本研究で得られた成果は,(株)デカルトと共同開発している3次元画像処理ソフトウェア(Serius)の開発に利用され,県内企業にも貢献している(参照URL:http://www.dicult.com/sirius/index.html).

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 図書 (2件) 産業財産権 (3件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Efficient Diagnosis Support System of Stroke from 3D MR Images2005

    • 著者名/発表者名
      A.Doi, T.Obara, C.Doi, T.Inoue, M.Sasaki, A.Ogawa
    • 雑誌名

      Nicograph International 2005

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An efficient volume rendering approach using segmented Brain MR Images2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Sai, H.Fujimura, A.Doi
    • 雑誌名

      Nicograph International 2006

      ページ: 161-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] くも膜下出血の診断支援に関する基礎的研究2005

    • 著者名/発表者名
      小原俊, 土井章男, 井上 敬, 佐々木真理, 小川 彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 104.579(MI2004-51?MI2004-80)(医用画像)

      ページ: 55-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An efficient volume rendering approach using segmented Brain MR Images2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Sai, H.Fujimura, A.Doi
    • 雑誌名

      Nicograph International 2005

      ページ: 161-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of An Efficient Diagnosis Support System of Stroke2005

    • 著者名/発表者名
      S.Obara, A.Doi, T.Inoue, M.Sasaki, A.Ogawa
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE MI2004-51 (Medical Image) Vol.104, No.579

      ページ: 55-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Efficient Diagnosis Support System of Stroke from 3D MR Images2005

    • 著者名/発表者名
      T.Obara, C.Doi, A.Doi, T.Inoue, M.Sasaki, A.Ogawa
    • 雑誌名

      Proc.Of Nicograph International 2005 2005(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient volume rendering approach using segmented Brain MR Images2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Sai, H.Fujimura, A.Doi
    • 雑誌名

      Proc.Of Nicograph International 2005 2005(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 3D Volume Extraction and Mesh Generation Using 3D Deformable Primitives2005

    • 著者名/発表者名
      Akio Doi
    • 雑誌名

      Proc.Of Nicograph International 2005 2005(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] くも膜下出血の診断支援に関する基礎的研究2005

    • 著者名/発表者名
      小原俊, 土井章男, 井上敬, 佐々木真理, 小川彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告,MI2004-51〜80(医用画像) 104・579

      ページ: 55-59

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元医療画像処理を中心としたソフトウェア技術の研究開発2005

    • 著者名/発表者名
      土井章男
    • 雑誌名

      インテリジェントコスモス学術振興財団 ANNAL Vol.9

      ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Automatic Brain Segmentation from Head MRI Data Using Region Growing Method with Restricted Processing Area2004

    • 著者名/発表者名
      I.Uwano, M.Kameda, K.Matsuda, A.Doi, T.Inoue, A.Ogawa
    • 雑誌名

      2nd IASTED International Conference on Biomedical Engineering BioMED 2004 417-155

      ページ: 97-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 術前検討支援システムにおける対話的な脳溝線トレース機能の実現2004

    • 著者名/発表者名
      藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 井上 敬, 土井章男, 小川 彰
    • 雑誌名

      信学技法(IE2003-249)

      ページ: 25-30

    • NAID

      110003176597

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 脳外科術前検討支援システムにおける対話的な脳溝線マーキングと頭部ボリューム切除機能2004

    • 著者名/発表者名
      藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 井上 敬, 土井章男, 小川 彰
    • 雑誌名

      3次元画像コンファレンス2004

      ページ: 185-188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Automatic Brain Segmentation from Head MRI Data Using Region Growing Method with Restricted Processing Area2004

    • 著者名/発表者名
      I.Uwano, M.Kameda, K.Matsuda, A.Doi, T.Inoue, A.Ogawa
    • 雑誌名

      2nd IASTED International Conference on Biomedical Engineering 〜BioMED 2004〜 (Innsbruck, Austria) Paper No : 417-155

      ページ: 97-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of an interactive tool to mark 3-D sulcus lines in a neuro surgical planning system2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, K.Matsuda, M.Kameda, T.Inoue, A.Doi, A.Ogawa
    • 雑誌名

      Technical report of IEICE (IE2003-249)(Medical Image)

      ページ: 25-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「研究成果報告書概要(欧文)」より2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, K.Matsuda, M.Kameda, T.Inoue, A.Doi, A.Ogawa
    • 雑誌名

      3D Imaging Conference 2004

      ページ: 185-188

    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low discrepancy数列のコンピュータグラフィックスへの適用2004

    • 著者名/発表者名
      土井章男
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会 22・4

      ページ: 8-14

    • NAID

      10011972293

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A visualization method for specifying region of interest in the vector field based on 3D-LIC2003

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai, K.Ebara, K.Koyamada, K.Matsuda, A.Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Image Ele. Eng. of Japan 32.6

      ページ: 815-824

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An automatic object extraction based on an energy-minimization method by using the 3D geometry model2003

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, K.Matsuda, M.Kameda, A.Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Image Ele. Eng. of Japan 32.3

      ページ: 224-231

    • NAID

      10011218791

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction of the three-dimensions brain tumor Model for the operative treatment simulation by 3-D Active Sphere2003

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, I.Uwano, K.Matsuda, M.Kameda, A.Doi
    • 雑誌名

      SPIE International Symposium Medical Imaging 2003 5029.2003

      ページ: 642-652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A visualization method for specifying region of interest in the vector field based on 3D-LIC2003

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai, K.Ebara, K.Koyamada, K.Matsuda, A.Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Image Electronics Engineering of Japan Vol.32, No.6

      ページ: 815-824

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An automatic object extraction based on an energy-minimization method by using the 3D geometry model2003

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, K.Matsuda, M.Kameda, A.Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Image Ele.Eng.of Japan Vol.32, No.3

      ページ: 224-231

    • NAID

      10011218791

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction of the three-dimensions brain tumor Model for the operative treatment simulation by 3-D Active Sphere2003

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiwara, I.Uwano, K.Matsuda, M.Kameda, A.Doi, T.Inoue, A.Ogawa
    • 雑誌名

      SPIE International Symposium Medical Imaging 2003 Vol.5029(2003)

      ページ: 642-652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interactive arbitrary cross-section visualization using 2D-texture on standard PC2002

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, K.Ohta, S.Fujiwara, A.Doi
    • 雑誌名

      The transactions of the institute of electronics, information and communication engineers D-II J85-DII.8

      ページ: 1351-1354

    • NAID

      110003184254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Volume Rendering using Concentric Spheres2002

    • 著者名/発表者名
      K.Koyamada, K.Kamisawa, K.Sakai, A.Doi
    • 雑誌名

      Imaging, and Image Processing (VIIP 2002)

      ページ: 557-562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interactive arbitrary cross-section visualization using 2D-texture on standard PC2002

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, K.Ohta, S.Fujiwara, A.Doi
    • 雑誌名

      The transactions of the institute of electronics, information and communication engineers D-II, D-II Vol.J85-D-II, No.8

      ページ: 1351-1354

    • NAID

      110003184254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Volume Rendering using Concentric Spheres2002

    • 著者名/発表者名
      K.Koyamada, K.Kamisawa, K.Sakai, A.Doi
    • 雑誌名

      Visualization, Imaging, and Image Processing (VIIP 2002)

      ページ: 557-562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 3次元CGの基礎と応用「新訂版」2004

    • 著者名/発表者名
      千葉則茂, 土井章男
    • 総ページ数
      163
    • 出版者
      サイエンス社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 3D Computer Graphics and its applications (2^<nd> Edition)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Chiba, A.Doi
    • 総ページ数
      163
    • 出版者
      Science Ltd.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 脳内出血/くも膜下出血診断支援システム2004

    • 発明者名
      土井章男, 井上敬
    • 権利者名
      科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      2004-229435
    • 出願年月日
      2004-08-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 画像データ圧縮処理方法および画像処理装置2004

    • 発明者名
      土井章男
    • 権利者名
      科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      2002-128748
    • 出願年月日
      2004
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 脳内出血/くも膜下出血診断支援システム2004

    • 発明者名
      土井 章男, 井上 敬
    • 権利者名
      発明者・JST
    • 産業財産権番号
      2004-229435
    • 出願年月日
      2004-08-05
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 上野育子, 亀田昌志, 松田浩一, 土井章男, 井上敬, 小川彰: "Automatic Brain Segmentation from Head MRI Data using Region Growing Method with Restricted Processing Area"IASTED International Conference on Biomedical Engineering. 2. 97-102 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 上野育子, 亀田昌志, 松田浩一, 土井章男, 井上敬, 小川彰: "抽出範囲を限定したリージョングローイングによる頭部MRI画像からの脳領域抽出"映像情報メディア学会技術報告. 27-46. 13-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 井上敬, 土井章男, 小川彰: "術前検討支援システムにおける対話的な脳溝線トレース機能の実現"電子情報通信学会 画像工学研究会. IE2003-249. 25-30 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 土井章男: "Low discrepancy数列のコンピュータグラフィックスへの適用"日本シミュレーション学会. 22・4. 8-14 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 上野育子, 亀田昌志, 松田浩一, 土井章男, 井上敬, 小川彰: "頭部MR画像からの脳溝領域抽出"映像メディア処理シンポジウム(IMPS2003). I-2.05. 29-30 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原俊朗, 土井章男, 松田浩一, 亀田昌志: "三次元幾何モデルを用いたエネルギー最小化原理に基づく自動形状抽出"画像電子学会. 32・3. 224-231 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 土井章男: "3次元幾何モデルを用いたエネルギー最小化原理に基づく自動形状抽出"画像電子学会論文誌. 32・3(2003年5月発行). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小山田耕二, 上沢和真, 土井章男: "不規則ボリュームデータの高速レイキャスティング法"日本シミュレーション学会. 21・4. 37-45 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松田浩一, 大田敬太, 小山田耕二, 土井章男: "普及型PCにおける2次元テクスチャを用いた3次元画像の任意断面表示法"電子情報通信学会D2研究速報. Vol.J85-D-II, No.8. 1351-1354 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 宮越徹, 亀田昌志, 松田浩一, 土井章男: "二次曲面による自然画像の曲面近似手法の研究"電子情報通信学会 信学技報. ITS2002-60(2003-02). 103-108 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 上野育子, 藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 土井章男, 他: "3次元領域拡張法を用いた脳MRI画像からの腫瘍領域抽出"電子情報通信学会 信学技報. MI2002-73(2002-11). 23-28 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 上野育子, 藤原俊朗, 松田浩一, 亀田昌志, 土井章男, 他: "領域拡張法を用いた頭部MRI画像からの脳領域抽出"映像メディア処理シンポジウム(IMPS2002). I-2.10. 51-52 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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