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脳内構造を疑似透視するプロジェクションマッピングの脳手術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K10371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関杏林大学

研究代表者

丸山 啓介  杏林大学, 医学部, 講師 (10345192)

研究分担者 橋本 直己  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70345354)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードプロジェクションマッピング / 拡張現実 / 脳神経外科 / スマートグラス / ナビゲーション / 脳神経外科手術
研究成果の概要

脳神経外科手術前の画像を頭皮上に投影すべく、Kinect V2で頭部の形状を感知し作成した3次元的画像を投影した。3Dプリンタで作成した実物大頭部3次元モデルを2体4側に、さらに特殊な工学的処理を施すことにより2.2±1.1mmの精度を得た。頭髪や手術時の麻酔に使用する挿管チューブ等を装着した限定的な環境での投影で1.94±0.37 mmの精度を得た。頭髪の影響を排除すべく、患者頭部に設置した光学マーカーの位置をモーションキャプチャーカメラで捕らえることでスマートグラス上に描出する作業も行うと機械的誤差は3.1±1.9mm、2例の臨床例でも2.1±1.1mmの精度を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳神経外科手術前の画像をコンピュータディスプレーではなく直接的に頭皮上で可視化するプロジェクションマッピングの有用性と限界を明らかにした。また、副次的にスマートグラス(メガネ型ウェアラブル端末)への描出の方法論も見出すことができた。これら拡張現実の方法論が確立しその有用性が証明されれば多くの脳神経外科手術の安全性を高めることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Hepatosplenic gamma-delta T cell lymphoma involving the brain2018

    • 著者名/発表者名
      Iijima S, Chiba T, Maruyama K, Saito K, Kobayashi K, Yamagishi Y, Shibahara J, Takayama N, Shiokawa Y, Nagane M
    • 雑誌名

      World Neurosurg

      巻: 118 ページ: 139-142

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2018.07.048

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smart Glasses for Neurosurgical Navigation by Augmented Reality2018

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Keisuke、Watanabe Eiju、Kin Taichi、Saito Kuniaki、Kumakiri Atsushi、Noguchi Akio、Nagane Motoo、Shiokawa Yoshiaki
    • 雑誌名

      Operative Neurosurgery

      巻: on line 号: 5 ページ: 551-556

    • DOI

      10.1093/ons/opx279

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 効率的で漏れのない文献検索, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 494-497

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] iMovie 10での手術ビデオ編集の基本, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 713-717

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] iMovie 10での手術ビデオ編集:応用編, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 923-929

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] PDFをフル活用しよう, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 1146-1149

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      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 快適なパスワード管理方法, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 89-93

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] リマインダー機能で漏れのない仕事を, 日常診療に役立つIT2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 28 ページ: 305-308

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      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Outcomes of chronic subdural hematoma with preexisting comorbidities causing disturbed consciousness2017

    • 著者名/発表者名
      Abe Y*, Maruyama K*, Yokoya S, Noguchi A, Sato E, Nagane M, Shiokawa Y (*: equal contribution)
    • 雑誌名

      J Neurosurg

      巻: 126 号: 4 ページ: 1042-1046

    • DOI

      10.3171/2016.3.jns152957

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between intracranial aneurysms and the severity of autosomal dominant polycystic kidney disease2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida H, Higashihara E, Maruyama K, Nutahara K, Nitatori T, Miyazaki I, Shiokawa Y
    • 雑誌名

      Acta Neurochir (Wien)

      巻: 159 号: 12 ページ: 2325-2330

    • DOI

      10.1007/s00701-017-3316-8

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      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DICOMファイルを操作しよう, 日常診療に役立つIT2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 27 ページ: 515-519

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      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 術前3次元シミュレーション画像を作ろう, 日常診療に役立つIT2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 27 ページ: 755-758

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] iPadによる手術シミュレーション, 日常診療に役立つIT2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 27 ページ: 945-948

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 3Dプリンタで出力するデータを作ろう, 日常診療に役立つIT2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 27 ページ: 1177-1181

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Black hairy tongue after chemotherapy for malignant brain tumors2017

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi Y, Maruyama K, Kobayashi K, Kume S, Sasaki N, Yokoya S, Saito K, Shiokawa Y, and Nagane M
    • 雑誌名

      Acta Neurochir

      巻: 159 号: 1 ページ: 169-172

    • DOI

      10.1007/s00701-016-3036-5

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 理解しやすいプレゼンテーションの作り方, 日常診療に役立つIT2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 27 ページ: 305-309

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高度な臨床統計のやり方, 日常診療に役立つIT2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 26 ページ: 753-756

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 論文作成を中心としたMicrosoft Word活用術, 日常診療に役立つIT2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 26 ページ: 990-994

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 論文作成のためのEndNoteの使い方, 日常診療に役立つIT2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 26 ページ: 1220-1224

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] データベースを使いこなそう2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 26 ページ: 86-90

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] エクセルで臨床統計を気軽にやろう2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 26 ページ: 300-304

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 杏林大学における転移性脳腫瘍に対するLINAC定位放射線治療16年間の経験2016

    • 著者名/発表者名
      永山 和樹、丸山 啓介、小林 啓一、中村 正直、戸成 綾子、楠田 順子、永根 基雄、高山 誠、塩川 芳昭
    • 雑誌名

      定位的放射線治療

      巻: 20 ページ: 103-112

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Volumetric analyses of cerebral white matter hyperintensity lesions on magnetic resonance imaging in a Japanese population undergoing medical check-up2015

    • 著者名/発表者名
      Honda Y, Noguchi A, Maruyama K, Tamura A, Saito I, Sei K, Soga T, Ushiba K, Sakurai T, Shiokawa Y
    • 雑誌名

      Geriatr Gerontol Int

      巻: 15 (suppl. 1) 号: S1 ページ: 43-47

    • DOI

      10.1111/ggi.12672

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      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 必要な情報をいつでも取り出せるようにしておこう2015

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 25 ページ: 990-993

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張現実を応用したスマートグラスによる手術ナビゲーション2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、渡辺 英寿、金 太一、斉藤 邦昭、熊切 敦、笹森 寛生、野口  明男、永根 基雄、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第27回脳神経外科手術と機器学会(CNTT)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 術前シミュレーションと多様なツールへの出力:手術支援への有用性2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、堀川 弘吏、末松 慎也、島田 大輔、松本 淑恵、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第77回日本脳神経外科学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Augmented realityを応用したスマートグラスによる手術ナビゲーション2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、渡辺 英寿、金 太一、笹森 寛生、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第47回日本脳卒中の外科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel augmented reality-based neuronavigation using smart glasses and clinical application to brain tumor surgery2017

    • 著者名/発表者名
      Maruyama K, Watanabe E*, Saito K, Sato K, Yoshida H, Kume S, Noguchi A, Shiokawa Y, Nagane M
    • 学会等名
      5th Quadrennial Meeting of the World Federation of Neuro-Oncology Societies
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Augmented realityを応用したスマートグラスによる手術ナビゲーション2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、渡辺 英寿、金 太一、斉藤 邦昭、熊切 敦、笹森 寛生、野口 明男、永根 基雄、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第76回日本脳神経外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スマートグラスによる新規脳手術ナビゲーションと脳卒中の外科への応用2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、佐藤 研隆、吉田 裕毅、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第46回日本脳卒中の外科学会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロジェクションマッピングによるSTA-MCA吻合術における吻合血管の決定の試み2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、鳥居 正剛、青木 耀平、橋本 直己、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第45回日本脳卒中の外科学会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロジェクションマッピングによるSTA-MCA吻合術における吻合血管の決定の試み2016

    • 著者名/発表者名
      松本 淑恵、丸山 啓介、鳥居 正剛、青木 耀平、橋本 直己、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第16回日本術中画像情報学会
    • 発表場所
      愛媛
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロジェクションマッピングによるSTA-MCA吻合術におけるrecipient artery決定の試み2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、松本 淑恵、鳥居 正剛、青木 耀平、橋本 直己、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第75回日本脳神経外科学会総会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] LOVAに対する内視鏡下第三脳室底開窓術2015

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、岡田 啓、島田 篤、李 政勲、山口 竜一、野口 明男、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第22回日本神経内視鏡学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 鞍結節部髄膜腫の初発症状としての中心暗点とその予後2015

    • 著者名/発表者名
      丸山 啓介、野口 明男、小松原弘一郎、川井田善太郎、今井 大也、永根 基雄、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第27回日本頭蓋底外科学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Eloquent AVMに対するiPadでの術前シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      岡田 啓、丸山 啓介、野口 明男、金 太一、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第15回日本術中画像情報学会
    • 発表場所
      川崎
    • 年月日
      2015-06-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 杏林大学における転移性脳腫瘍に対するLINAC定位放射線治療16年間の経験2015

    • 著者名/発表者名
      永山 和樹、丸山 啓介、小林 啓一、中村 正直、戸成 綾子、楠田 順子、永根 基雄、高山 誠、塩川 芳昭
    • 学会等名
      第24回日本定位放射線治療学会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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