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非接触式3Dスキャナを活用した脳神経外科手術ARナビゲーションシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K16639
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56010:脳神経外科学関連
研究機関自治医科大学

研究代表者

大谷 啓介  自治医科大学, 医学部, 講師 (90790676)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード3Dスキャナ / ARナビゲーション / 3dスキャナー / 3Dスキャン / TVN / 拡張現実 / 3Dスキャナー / augmented reality / 手術ナビゲーション
研究開始時の研究の概要

脳神経外科手術中の腫瘍摘出範囲の決定や、てんかん手術時の脳表電極留置位置の決定などでナビゲーションは不可欠である。術中に腫瘍摘出度の評価や、脳表電極留置部位の精度確認を行えることが理想であるが、術中短時間に複数の座標を同時取得することは容易ではない。これに対し、我々は非接触式3Dスキャナを術中に用いて術野およびマーカの3Dデータを収集し、得られた座標情報をTVNに登録し活用する手法を開発してきた。本研究では、1)本法を実際の手術システムとして確立し、2)その有用性を脳腫瘍摘出術およびてんかん手術時の脳表電極留置位置の記録において評価する。

研究実績の概要

脳腫瘍やてんかんの手術で摘出範囲の記録や脳表電極の位置の記録などで術中の3Dデータの取得が必要となることがある。従来はナビゲータを使用して一点ずつ3D座標を記録していたが、対応点の記録など煩雑でわかりにくい。そのため簡便にリアルタイムで表層3Dデータを取得できる技術が必須であり、汎用の非接触式3Dスキャナの活用が有用と考え,ナビゲーション補正など多岐への応用を考えている。
今年度も昨年度に引き続き、開頭手術例への実際の3Dスキャンを行った。新たに導入した、精度0.045mm、解像度0.2mmと、より高精細スキャンが可能な3Dスキャナ(Einscan pro HD(Shinning 3D社)を用いた。スキャン方法は同様であるが、ARナビゲーションと組み合わせ、同一座標上に重畳することが可能となっている。実際の症例として脳腫瘍 13例 てんかん頭蓋内電極留置手術 2例に加え、今年は、脳腫瘍 3例を追加した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

手術症例が少なく、上記3Dスキャンの実施も遅れた。
今後症例の集積を進めていく。

今後の研究の推進方策

3dスキャン方法としては変更はない。今年度も症例集積を進めていく。3d座標系から標準脳座標への変換などを引き続き進めていく。脳腫瘍およびてんかん外科症例以外の手術症例も実施を進めていく

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Surgical simulation using the patient 3D model to safely perform stereotactic intracranial electroencephalography (SEEG) with ROSA2023

    • 著者名/発表者名
      keisuke ohtani
    • 学会等名
      american epilepsy society anual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロボットシステムを用いた定位的頭蓋内脳波(SEEG)を安全に実施するための、患者3D実体モデルを用いた手術シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      大谷啓介
    • 学会等名
      第81回日本脳神経外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 非接触式3Dスキャナの脳神経外科手術への応用2021

    • 著者名/発表者名
      大谷啓介
    • 学会等名
      第80回日本脳神経外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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