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3Dプリンターによる立体模型を用いた脳神経外科手術教育システムの確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K10800
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
研究機関東邦大学

研究代表者

周郷 延雄  東邦大学, 医学部, 教授 (80287515)

研究分担者 根本 匡章  東邦大学, 医学部, 准教授 (60266971)
近藤 康介  東邦大学, 医学部, 講師 (70349877)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード3Dプリンター / 手術シミュレーション / 頭蓋底外科 / 脳腫瘍 / 経錐体骨到達法 / 3Dプリンター / 3D画像 / 立体模型 / 頭蓋底腫瘍 / 脳神経外科手術 / 脳神経疾患
研究成果の概要

本研究の目的は、脳神経外科医の手術教育方法を確立するために、術前画像データから3D プリンターを用いて様々な手術に則した立体模型を作製することである。三次元合成画像の作成、DICOMデータフォーマットからSTLデータフォーマットへの変換とその際の誤差の縮小の研究を行い、立体模型の解剖学的精度を向上させた。次いで、3D プリンターによる立体模型として、頭蓋底腫瘍を網目状構造に変換することで腫瘍深部を透見できるシミュレーション用模型や前床突起削除が可能な立体模型を作製した。さらに経錐体骨到達法の手術練習用模型として、錐体骨内部の微小解剖を色付けし、手錐体骨のドリリング練習用模型の有用性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

3Dプリンターの立体模型を用いた手術教育では、当然のことながら、Cadaver trainingにおける法的および実施環境の制約はない。また立体模型の場合、術前神経放射線画像や実際の手術動画との比較といった、Cadaver trainingではできない新たな学習方法も可能となる。本研究において、3Dプリンターによる立体模型の精度向上、様々な脳疾患の再現、手術到達法の理解を促す新たな立体模型の開発をすすめることによって、Cadaver trainingとの相互補完ができるものと期待される。

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 3Dプリンターを脳神経外科手術に役立てる.2021

    • 著者名/発表者名
      原田直幸, 寺園 明, 渕之上 裕, 桝田博之, 近藤康介, 周郷延雄
    • 雑誌名

      CI研究

      巻: 42 ページ: 153-161

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Printed Model for Surgical Simulation of Combined Transpetrosal Approach.2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo K, Nemoto M, Harada N, Masuda H, Ando S, Kubota S, Sugo N
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 印刷中 ページ: 609-616

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2019.03.219

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 3Dプリンターを用いた脳神経外科手術シミュレーションおよび手術トレーニング.2019

    • 著者名/発表者名
      桝田博之, 周郷延雄
    • 雑誌名

      CI学会誌

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Operative simulation of anterior clinoidectomy using a rapid prototyping model molded by a three-dimensional printer2017

    • 著者名/発表者名
      Okonogi Shinichi、Kondo Kosuke、Harada Naoyuki、Masuda Hiroyuki、Nemoto Masaaki、Sugo Nobuo
    • 雑誌名

      Acta Neurochir (Wien)

      巻: 159 号: 9 ページ: 1619-1626

    • DOI

      10.1007/s00701-017-3202-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison between Quantitative Stiffness Measurements and Ultrasonographic Findings of Fresh Carotid Plaques2017

    • 著者名/発表者名
      Kondo Kosuke、Nemoto Masaaki、Harada Naoyuki、Fukushima Daisuke、Masuda Hiroyuki、Sugo Nobuo
    • 雑誌名

      Ultrasound Med Biol

      巻: 43 号: 1 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2016.08.014

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical Characteristics of Subarachnoid Hemorrhage with an Intracerebral Hematoma and Prognostic Factors2017

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Masaaki、Masuda Hiroyuki、Sakaeyama Yuki、Okonogi Sinichi、Node Yasuhiro、Ueda Keita、Ando Shunpei、Kondo Kosuke、Harada Naoyuki、Sugo Nobuo
    • 雑誌名

      J Stroke Cerebrovasc Dis

      巻: 27 号: 5 ページ: 1160-1166

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.11.034

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Neurosurgical Simulation of Skull Base Tumors using a 3D Printed Rapid Prototyping Model containing Mesh Structures.2016

    • 著者名/発表者名
      Kondo K, Harada N, Masuda H, Sugo N, Terazono S, Okonogi S, Sakaeyama Y, Fuchinoue Y, Ando S, Fukushima D, Nomoto J, Nemoto M
    • 雑誌名

      Acta Neurochirurgica

      巻: 158 号: 6 ページ: 1213-1219

    • DOI

      10.1007/s00701-016-2781-9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D プリンターを手術に役立てる2020

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄, 原田直幸, 近藤康介, 桝田博之, 根本匡章, 長尾建樹
    • 学会等名
      第43回日本脳神経CI学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3Dプリンターを用いた手術シミュレーションと手術教育2019

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄
    • 学会等名
      神奈川脳神経外科手術と機器研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3Dプリンターによる頭蓋底外科手術の骨ドリリング用立体模型の作製.2018

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄,原田直幸,近藤康介,根本匡章,桝田博之,安藤俊平,上田啓太,野手康宏,小此木信一,栄山雄紀
    • 学会等名
      第76回日本脳神経外科学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Anterior clinoidectomyの手術シミュレーションにおける立体モデルの有用性について2018

    • 著者名/発表者名
      小此木信一,栄山,雄紀,野手,康宏,上田,啓太,安藤俊平,桝田博之,近藤康介,原田直幸,根本匡章,周郷延雄
    • 学会等名
      第41回日本脳神経CI学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元合成画像および3Dプリンターによる立体模型を用いた脳腫瘍の術前シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄, 松浦知恵, 渕之上 裕, 野手康宏, 小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • 学会等名
      第23回日本脳腫瘍の外科学会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターで作製した立体モデルによる前床突起削除の手術シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章, 周郷延雄
    • 学会等名
      第26回脳神経外科手術と機器学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Anterior clinoidectomyの手術シミュレーションにおけるrapid prototyping modelの有用性について2017

    • 著者名/発表者名
      小此木信一, 安藤俊平, 桝田博之, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章, 周郷 延雄
    • 学会等名
      第31回日本脳神経外科解剖研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターを用いた経錐体骨到達法の手術シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      周郷 延雄, 原田 直幸, 近藤 康介, 根本 匡章, 桝田 博之, 安藤 俊平, 上田 啓太, 野手 康宏, 栄山 雄紀, 松浦知恵
    • 学会等名
      第29回日本頭蓋底外科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターによる頭蓋底外科手術の骨ドリリング用立体模型の作製2017

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄, 原田直幸, 近藤康介, 根本匡章, 桝田博之, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 小此木信一, 栄山雄紀
    • 学会等名
      一般社団法人日本脳神経外科学会第76回学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターによる立体模型を用いた前床突起削除の手術シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      小此木信一,宮崎親男,小名木敦雄,根本匡章,原田直幸,近藤康介,桝田博之,福島大輔,安藤俊平,周郷延雄
    • 学会等名
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • 年月日
      2016-10-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊髄腫瘍における立体画像作成の工夫点2016

    • 著者名/発表者名
      原田直幸,栄山雄一,渕之上 裕,小此木信一,寺園 明,安藤俊平,福島大輔,桝田博之,野本 淳,近藤康介
    • 学会等名
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • 年月日
      2016-10-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターにおける網目状構造化された立体模型を用いた手術シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄, 桝田博之, 福島大輔, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 栄山雄紀, 松浦知恵, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • 学会等名
      第75回日本脳神経外科学会学術総会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンターにおける網目状構造化された立体模型を用いた手術シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      周郷延雄, 桝田博之, 福島大輔, 安藤俊平, 上田啓太, 野手康宏, 栄山雄紀, 近藤康介, 原田直幸, 根本匡章
    • 学会等名
      第21回日本脳腫瘍の外科学会
    • 発表場所
      虎ノ門ヒルズフォーラム(東京都港区)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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