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変形に伴う組織の破壊を考慮した脳深部病変への最適手術経路計画

研究課題

研究課題/領域番号 24650288
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 医用システム
研究機関東北大学

研究代表者

辻田 哲平  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40554473)

研究分担者 内山 勝  東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (30125504)
姜 欣  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (30451537)
安孫子 聡子  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (40560660)
連携研究者 冨永 悌二  東北大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00217548)
中川 敦寛  東北大学, 大学病院, 助教 (10447162)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード手術計画 / 脳神経外科 / 有限要素法 / 大域的最適化 / 最適化
研究成果の概要

脳組織などの柔軟組織を対象とする手術においては,術具による脳組織の圧排操作を行い,術野を確保する.圧排時の負荷状態によっては損傷を引き起こす危険性がある.本研究では術具による圧排に伴う脳組織の損傷を回避する最適手術経路の生成を行い,より安全な手術経路計画の実現を目指す.有限要素法と大域的最適化手法(Pattern SearchおよびGenetic Algorithm)を組み合わせた経路生成システムと経路生成フレームワークを開発し,人間の脳の材料特性および構造を単純化した有限要素モデルを用いて,脳ベラで脳裂を圧排し深部に到達する状況において,最適な脳ベラの位置・姿勢の計算を行えるようにした.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Proposition and Evaluation of a Collision Detection Method for Real Time Surgery Simulation of Opening a Brain Fissure2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Fukuhara, Teppei Tsujita, Kazuya Sase, Atsushi Konno, Xin Jiang, Satoko Abiko and Masaru Uchiyama
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 1 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40648-014-0006-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and Evaluation of an Encountered-type Haptic Interface Using MR fluid for Surgical Simulators, Advanced Robotics2013

    • 著者名/発表者名
      Teppei Tsujita, Kazuya Sase, Atsushi Konno, Masano Nakayama, XiaoShuai Chen, Koyu Abe and Masaru Uchiyama
    • 雑誌名

      Taylor & Francis

      巻: vol. 27, no. 7 号: 7 ページ: 525-540

    • DOI

      10.1080/01691864.2013.777013

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optimization of Retraction in Neurosurgery to avoid damage caused by deformation of Brain Tissue2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Fukuhara, Teppei Tsujita, Sase Kazuya, Atsusi Konno, Xin Jiang, Satoko Abiko and Masaru Uchiyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Mechanical Properties of Brain Parenchyma for Brain Surgery Haptic Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaoshuai Chen, Kazuya Sase, Atsushi Konno and Teppei Tsujita
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 実時間脳外科手術シミュレータのためのロバストな生体組織変形・剥離モデルと力覚インタラクション2014

    • 著者名/発表者名
      佐瀬一弥,福原洸,辻田哲平,近野敦
    • 学会等名
      日本ロボット学会第32回記念学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学,福岡
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 縫合シミュレーションのための糸のモデリングおよび生体組織との接触判定2014

    • 著者名/発表者名
      永安伸大,近野敦,辻田哲平,佐瀬一弥,小水内俊介
    • 学会等名
      日本ロボット学会第32回記念学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学,福岡
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 術具による脳組織圧排に伴う損傷を回避する深部病変部への最適手術経路計画2014

    • 著者名/発表者名
      福原洸,辻田哲平,佐瀬一弥,近野敦,姜欣,安孫子聡子,内山勝
    • 学会等名
      日本ロボット学会第32回記念学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学,福岡
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟組織の実時間縫合シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      永安伸大,近野敦,辻田哲平,佐瀬一弥,小水内俊介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GPGPUを活用した実時間脳腫瘍摘出シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      佐瀬一弥,近野敦,辻田哲平,福原洸,陳暁帥,小水内俊介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 脳腫瘍摘出シミュレーションのための安定な柔軟物破壊モデル2014

    • 著者名/発表者名
      佐瀬一弥,近野敦,辻田哲平,福原洸,陳暁帥,小水内俊介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 脳裂開放シミュレーションのための接触判定法の提案2013

    • 著者名/発表者名
      福原 洸,辻田 哲平,佐瀬一弥,近野 敦,姜 欣,安孫子 聡子,内山 勝
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a Brain Surgery Simulator

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Konno, Masano Nakayama, Xiaoshuai Chen, Akira Fukuhara, Kazuya Sase, Teppei Tsujita, Satoko Abiko
    • 学会等名
      International Symposium on Interdisciplinary Research and Education on Medical Device Developments
    • 発表場所
      弘前
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 医療現場での実用化を視野に、自然で滑らか、臨時感あふれる脳外科手術シミュレータの開発に挑む。

    • URL

      http://www.mech.tohoku.ac.jp/Overseas/report/tsujita/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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