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脳神経外科手術支援精密レーザ治療ロボットシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15700349
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医用システム
研究機関東京大学

研究代表者

正宗 英津子 (小林 英津子)  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (20345268)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード低侵襲治療 / 手術支援ロボット / 脳神経外科 / レーザ治療 / 三次元計測
研究概要

我々は,脳腫瘍摘出後の残存部の除去法として,腫瘍細胞を波長2.8[μm]のマイクロレーザで蒸散させる方法を提案し,位置決め機構の開発を行ってきた.特にレーザの焦点距離調節機構には波長532[nm]のガイドレーザを用いてプローブ先端と対象面との距離を非接触で測定するし,プローブの位置補正を行うオートフォーカス機構を開発してきた.これまで試作機を製作し,追従性等の基本性能の評価,ブタを用いたin vivo実験を行ってきた.しかし,In vivo実験において,血液による吸収が原因となり,ガイドレーザスポットの抽出が困難になる問題が生じた.そこで今年度は,脳の各組織を模擬したファントムに対し,ガイドレーザ波長及び,スポット抽出のフィルタ条件に関する評価を行い,生体の光学特性を考慮した適切なスポット抽出法を検討した.
フィルタ条件に関する評価の結果,血液においては脳の実質と比較して,光が吸収され輝度の閾値が高いとスポットの抽出が不可能であった.また,閾値を下げすぎると外乱が発生し,スポットの抽出が困難となる.さらに,抽出するスポットの面積が大きいほど誤差も大きくなった.以上より,透過性による誤差を軽減するためになるべく高く,かつスポットが消えないぎりぎりの輝度閾値を用いることが望まれる.そこで,前の処理結果から次回に用いる輝度閾値を決定する,フィードフォワード的制御によって閾値をコントロールする,動的閾値変化によるスポット抽出を行った.
上記方法により,イントラリピットを混合したファントムとブタの脳表面に対するin vivo実験を行った.その結果,閾値を動的に変化させることで0.1mm程度の誤差低減が図れた.また,閾値を固定で行った場合は,スポットの取得率が30%であったのに対し,動的に変化させることで,スポットのロストがなくなった.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] 脳外科用レーザ手術装置のための小型オートフォーカスシステムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      野口雅史, 青木英祐, 小林英津子, 大森繁, 村垣善浩, 伊関洋, 佐久間一郎
    • 雑誌名

      日本コンピュータ外科学会誌 6巻4号

      ページ: 483-489

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳外科用レーザ手術装置のための小型オートフォーカスシステムの開発2004

    • 著者名/発表者名
      野口雅史, 青木英祐, 小林英津子, 大森繁, 村垣善浩, 伊関洋, 佐久間一郎
    • 雑誌名

      第13回日本コンピュータ外科学会/第14回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集

      ページ: 35-36

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] E.Aoki, E.Kobayashi, H.Inada, S.Omori, T.Maruyama, H.Iseki, Y.Muragaki, K.Takakura, I.Sakuma: "Development of an automatic focusing system for a precise laser ablation system in neurosurgery"Computer Assisted Radiology and Surgery. 514-521 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 野口雅史, 青木英祐, 小林英津子, 大森繁, 村垣善浩, 伊関洋, 佐久間一郎: "脳腫瘍治療レーザ手術装置用オートフォーカス機構の開発"第12回日本コンピュータ外科学会大会/第13回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集. 35-36 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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