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生体構造に適した、実空間に表示可能な四次元画像表示装置の開発とその臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H00857
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

鈴木 直樹  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40147327)

研究分担者 花房 昭彦  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (10547839)
坂井 滋和  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60264123)
宮脇 剛司  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70246445)
橋爪 誠  一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 特別研究員 (90198664)
服部 麻木  東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (90312024)
西 和彦  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任専門員 (70876440)
岡本 友好  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00246381)
岡本 愛光  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (20204026)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード四次元画像表示装置 / 四次元データ / 手術ナビゲーション / 医用画像表示装置 / 四次元画像
研究成果の概要

われわれは4次元画像データを空間に表示できる画像表示装置の開発を行っている。ある方向からの照射光を可視光波長と霧の粒子に照射して発生するミー散乱とチンダル現象を利用し、同心円上の複数の方向からそれぞれの方向に合致した投影像を中心部の1点に向けてプロジェクションすることにより、立体像を空間に表示することができる。この方法により、時間変化を示す立体像Z方向に連続した断層データ群を逆投影して3次元画像化することに類似した状況を実空間内に物理的に発生して可視化させることができ、かつこれを時間軸方向に自由な立体像とすることにより4次元画像表示を可能とした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

四次元表示における時間軸方向での情報については、コンピュータからの指示により回転、拡大はもとより可能であり、時間軸も正方向、逆方向に変化させること時間軸を拡大して速い動きをゆっくりと観察することが可能となる。すなわち四次元現象を「実像として時空間的に操作して観察」することが可能となる。以上が実現することにより複雑な人体内部での四次元現象を医師、医学研究者が空間的にも時間的にも精度良く観察できることにより、より正確で詳細な病態の発見、手術支援を含む安全で安心な治療手法の獲得を可能とさせ、総じて医用画像臨床応用全般での能力範囲拡大を生じさせることができる点に意義があると考える。

報告書

(6件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (37件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Development of recognised position-guided navigation system2021

    • 著者名/発表者名
      Kanehira M, Okamoto T, Abe K, Yasuda J, Onda S, Futagawa Y, Ikegami T, Suzuki N, Hattori A
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: 17(6)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of image‐guided navigation system for laparoscopic hepatobiliary surgery2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Jungo、Okamoto Tomoyoshi、Onda Shinji、Fujioka Shuuichi、Yanaga Katsuhiko、Suzuki Naoki、Hattori Asaki
    • 雑誌名

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      巻: 13 号: 1 ページ: 39-45

    • DOI

      10.1111/ases.12696

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel navigation system by augmented reality technology using a tablet PC for hepatobiliary and pancreatic surgery2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuda J, Okamoto T, Onda S, Futagawa Y, Yanaga K, Suzuki N, Hattori A
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: 14 号: 5

    • DOI

      10.1002/rcs.1921

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Intercuneiform 1-2 Joint Mobility Between Hallux Valgus and Normal Feet Using Weightbearing Computed Tomography and 3-Dimensional Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura.T, Kubota M, Suzuki N, Hattori A, Marumo K
    • 雑誌名

      Foot&Ankle International

      巻: 39(3) 号: 3 ページ: 355-360

    • DOI

      10.1177/1071100717744174

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヒトの4次元現象を空間に投影するための表示システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠,西和彦
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Digital Body Projectとヒトの全身の内部構造の診断,解析を行なうための表示システム2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,大滝正子,西和彦
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 術者の複数の視点におけるナビゲーション情報を呈示するための多視点型手術ナビゲーションシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,岡本友好,坂井滋和,半田晴久
    • 学会等名
      第31回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 4次元情報を活用した複数の視点を持つ手術ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 坂井滋和, 半田晴久
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CTと3次元画像解析システムを用いた外反母趾足と健常足の中足骨の捻れの評価 -治療に直結する医工連携の形-2021

    • 著者名/発表者名
      木村正, 窪田誠, 木原匠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 健常者における3DCTを用いたwindlass mechanismの解析2021

    • 著者名/発表者名
      木原匠, 木村正, 窪田誠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 4次元表示装置による患部の構造の空間表示2021

    • 著者名/発表者名
      坊英明, 服部麻木, 鈴木直樹, 西村礼司, 松浦愼太郎, 宮脇剛司
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ICG 蛍光内視鏡を併用した新たなイメージガイド型ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡本友好, 二川康郎, 松本倫典, 阿部恭平, 鈴木直樹, 服部麻木, 安田淳吾, 恩田真二, 池上徹
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ICG 情報と標的臓器構造モデルを統合した腹部手術用 AR 型ナビゲーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 二川康郎, 松本倫典, 阿部恭平, 安田淳吾, 恩田真二, 池上徹, 半田晴久
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多視点型手術ナビゲーションシステムに搭載する術野変形情報取得のためのリアルタイム計測システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 岡本友好, 坂井滋和, 半田晴久
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 健常者における荷重位3D-CTを用いたWindlass Mechanismの動的解析2021

    • 著者名/発表者名
      木原匠, 木村正, 窪田誠, 服部麻木, 鈴木直樹, 斎藤充
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 各術者からの視点でナビゲーション画像を得られる多視点型手術ナビゲーションシステムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,岡本友好,坂井滋和,半田晴久
    • 学会等名
      第29回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Digital Body の構築―高速に MRI により全身の 3 次元データを取得できる手法の開発―2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,大滝正子,西和彦
    • 学会等名
      第29回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 空間投影可能な4次元表示装置における画像の時空間分解能の向上2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 学会等名
      第29回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 病態の 4 次元解析における臓器内構造の表示機能について2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木,神保教広,西和彦
    • 学会等名
      第29回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 位置認識誘導型ナビゲーションシステム(recognized position-guided navigation system)の臨床応用2020

    • 著者名/発表者名
      服部麻木,兼平卓,岡本友好,二川康郎,松本倫典,阿部恭平,安田淳吾,恩田真二,池上徹,鈴木直樹
    • 学会等名
      第29回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人体の4次元現象の空間表示装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 橋爪誠
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DIGITAL BODYの構築と仮想空間上におけるヒトの変化の時空間的解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 大滝正子, 西和彦
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 位置認識誘導型ナビゲーションシステム(recognized position-guided navigation system)の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      兼平卓, 岡本友好, 二川康郎, 阿部恭平, 安田淳吾, 恩田真二, 矢永勝彦, 鈴木直樹
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 位置認識誘導型ナビゲーションシステム(recognized position-guided navigation system)の開発2018

    • 著者名/発表者名
      兼平卓,岡本友好,二川康郎,阿部恭平,安田淳吾,恩田真二,矢永勝彦,鈴木直樹,服部麻木
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 四次元人体モデルの開発とMRIによる骨格筋の動態計測2018

    • 著者名/発表者名
      服部麻木,鈴木直樹,大滝正子,橋爪誠
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波を用いた事前データモデルを用いない腹腔鏡手術ナビゲーションの基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      高木偉博,服部麻木,鈴木直樹
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3 次元解析システムと荷重位 CT を用いた楔状骨周囲と母趾列の関節可動性の評価~健常足と外反母趾 足の比較~2018

    • 著者名/発表者名
      木村正,窪田誠,鈴木直樹,服部麻木,丸毛啓史
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 開腹下手術の術中ナビゲーションシステムの新しい機能の開発2018

    • 著者名/発表者名
      服部麻木,兼平卓,岡本友好,二川康郎,恩田真二,安田淳吾,矢永勝彦,鈴木直樹
    • 学会等名
      第37回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of joint mobility around the cuneiform between hallux valgus and normal feet using 3D analysis system and weight-bearing CT2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura.T, Kubota M, Hattori H, Minagawa K, Suzuki N, Hattori A, Marumo K
    • 学会等名
      International foot and ankle biomechanics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 外反母趾足と健常足の第1中足骨の捻れの評価 ―足部CTと3次元画像解析システムを用いて―2018

    • 著者名/発表者名
      木村正,窪田誠,服部英和,皆川和彦,鈴木直樹,服部麻木,斎藤充,丸毛啓史
    • 学会等名
      第91回日本整形外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 荷重位CTと3次元解析システムを用いた外反母趾足と健常足における母趾列の各関節の荷重負荷による変位の解析2018

    • 著者名/発表者名
      木村正,窪田誠,服部英和,山下隆之,雨谷えりか,池上拓,玉川明香,鈴木直樹,服部麻木,丸毛啓史
    • 学会等名
      第43回日本足の外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] VR(仮想現実)技術の整形外科領域での臨床応用と可能性2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹
    • 学会等名
      第12回日本CAOS研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イメージガイド型ナビゲーションの肝切除術への応用2017

    • 著者名/発表者名
      安田淳吾, 矢永勝彦, 恩田真二, 藤原佑樹, 兼平卓, 二川康郎, 岡本友好, 大木隆生, 鈴木直樹, 服部麻木
    • 学会等名
      第117回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 軟組織変形を伴う四次元人体モデルの開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 北川久, 橋爪誠
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タブレット型PCを用いた開腹手術用イメージガイド下ナビゲーションシステムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      服部麻木, 安田淳吾, 岡本友好, 藤原佑樹, 鈴木文武, 二川康郎, 恩田真二, 矢永勝彦, 鈴木直樹
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 肝胆膵領域における外科手術のためのタブレットPC型ナビゲーションシステム2017

    • 著者名/発表者名
      服部麻木, 安田淳吾, 岡本友好, 藤原佑樹, 二川康郎, 恩田真二, 矢永勝彦, 鈴木直樹
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MRIによる骨格筋動態の計測法の開発と筋変形の四次元表示2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹, 服部麻木, 北川久, 橋爪誠
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 肝臓ナビゲーション手術による過去の時相CTを用いたvanishing tumorの切除2017

    • 著者名/発表者名
      安田淳吾, 恩田真二, 二川康朗, 岡本友好, 矢永勝彦, 鈴木直樹, 服部麻木
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 婦人科腹腔鏡下悪性腫瘍手術におけるナビゲーション手術の基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      髙木偉博, 服部麻木, 鈴木直樹
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 肝胆膵領域の手術ナビゲーションに適したユーザインタフェイスと機能の開発2017

    • 著者名/発表者名
      服部麻木, 安田淳吾, 岡本友好, 兼平卓, 二川康郎, 恩田真二, 矢永勝彦, 鈴木直樹
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 外反母趾患者における近位骨切り手術前後のTMT関節の可動性変化2017

    • 著者名/発表者名
      木村正, 窪田誠, 鈴木直樹, 服部麻木, 丸毛啓史
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 高次元医用画像工学とその臨床応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木直樹,服部麻木
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      誠文堂新光社
    • ISBN
      9784416518014
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 立体映像表示システム2019

    • 発明者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 権利者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 立体映像表示システム2019

    • 発明者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 権利者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 立体映像表示システム2019

    • 発明者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 権利者名
      鈴木直樹,服部麻木,橋爪誠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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