医用画像と実画像を融合させた手術シミュレーションの臨床応用

• 研究課題/領域番号: 24791488
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 脳神経外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金 太一 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (90447392)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 医用画像 / 複合現実 / コンピューターグラフィックス / 脳神経外科 / コンピュータグラフィックス / 脳神経外科学 / 仮想現実

研究概要

本研究の目標は、複数の医用画像データを融合させた3次元画像構築法の開発と、医用画像と現実空間との融合画像を臨床応用することであり、概ね達成した。独自に考案した画像処理方法を駆使した融合3次元画像は全ての医用画像データを1つのコンピュータグラフィックスとして表示することが可能となり、かつ高精細を有するものとなった。現実画像との融合に関しては、薄板スプライン法によって手術画像をコンピュータグラフィックス上に重畳する方法を開発し、特許出願済である（出願番号2013-103562）。本法は複数の前向き調査でその有効性が示され、東京大学医学部付属病院脳神経外科にて500例以上の臨床症例に応用された。

研究成果

• [雑誌論文] 脳腫瘍手術における術前・術中脳機能マッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 金太一, 吉野正紀, 斎藤季, 中川大地, 庄島正明, 武笠晃丈, 辛正廣, 今井英明, 中冨浩文, 國松聡, 小山博史, 斉藤延人
  • 雑誌名: 脳神経外科ジャーナル 巻: 23巻 ページ: 5-11
  • NAID: 130003397680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surgical simulation of cerebrovascular disease with multimodal fusion 3-dimensional computer graphics. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito N, Kin T, Oyama H, Yoshino M, Nakagawa D, Shojima M, Imai H, Nakatomi H.
  • 雑誌名: Neurosurgery 巻: 54 号: Supplement 1 ページ: 214-218
  • DOI: 10.1227/01.neu.0000430312.71326.6d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal setting of image bounding box can improve registration accuracy of diffusion tensor tractography (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yoshino
  • 雑誌名: Int J Comput Assist Radiol Surg 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脳腫瘍手術における術前・術中脳機能マッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 雑誌名: 脳神経外科ジャーナル 巻: 23 ページ: 5-11
  • NAID: 130003397680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surgical simulation of cerebrovascular disease with multimodal fusion 3-dimensional computer graphics (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito N, Kin T, Oyama H, Yoshino M, Nakagawa D, Shojima M, Imai H, Nakatomi H
  • 雑誌名: Neurosurgery 巻: Suppl1 ページ: 24-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presurgical planning of feeder resection with realistic three-dimensional virtual operation field in patient with cerebellopontine angle meningioma (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshino M, Kin T, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
  • 雑誌名: Acta Neurochir (Wien) 巻: 155(8) ページ: 1391-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンピュータグラフィックスによる手術シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 金太一, 庄島正明, 吉野正紀, 中川大地, 花北俊哉, 武笠晃丈, 今井英明, 辛正廣, 中冨浩文, 小山博史, 斉藤延人
  • 雑誌名: 脳神経外科ジャーナル 巻: 22巻 ページ: 504-9
  • NAID: 10031173729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presurgical planning of feeder resection with realistic three-dimensional virtual operation field in patient with cerebellopontine angle meningioma. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshino M, Kin T, Nakatomi H, Oyama H, Saito N.
  • 雑誌名: Acta Neurochir 巻: 155 号: 8 ページ: 1319-1399
  • DOI: 10.1007/s00701-013-1761-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンピュータグラフィックスによる手術シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 雑誌名: 脳神経外科ジャーナル 巻: 22 ページ: 504-9
  • NAID: 10031173729
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new strategic neurosurgical planning tool for brainstem cavernous malformations using interactive computer graphics with multimodal fusion images (2012)
  • 著者名/発表者名: Kin T, Nakatomi H, Shojima M, Tanaka M, Ino K, Mori H, Kunimatsu A, Oyama H, Saito N
  • 雑誌名: J Neurosurg 巻: 117(1) ページ: 78-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D analysis of the angioarchitecture of spinal dural arteriovenous fistulas with special reference to intradural retrograde venous drainage system (2012)
  • 著者名/発表者名: Takai K, Kin T, Oyama H, Shojima M, Saito N
  • 雑誌名: J Neurosurg Spine 巻: 18 ページ: 398-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double independent spinal dural arteriovenous fistulas at the thoracic spine (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanakita S, Takai K, Kin T, Shojima M, Saito N
  • 雑誌名: Acta Neurochir (Wien) 巻: 154 (7) ページ: 1157-1158
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high-resolution method with increased matrix size can characterize small arteries around a giant aneurysm in three dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshino M, Kin T, Shojima M, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
  • 雑誌名: Br J Neurosurg 巻: 26(6) ページ: 927-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高精細融合3 次元画像を用いた脳血管障害手術シミュレーションの構築手法の工夫と手術戦略上の利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金太一, 吉野 正紀, 庄島 正明, 今井 英明, 中冨 浩文, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 雑誌名: The Mt. Fuji Workshop on CVD 巻: 30巻 ページ: 104-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] 聴神経腫瘍の術前検討に必要な顔面神経の検出 -セグメンテーション困難領域に於けるセグメンテーションの工夫- (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野正紀, 金太一, 中冨浩文, 小山博史, 斉藤 延人
  • 雑誌名: VR 医学 巻: 10巻 ページ: 27-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new strategic neurosurgical planning tool for brainstem cavernous malformations using interactive computer graphics with multimodal fusion images. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kin T, Nakatomi H, Shojima M, Tanaka M, Ino K, Mori H, Kunimatsu A, Oyama H, Saito N.
  • 雑誌名: J Neurosurg. 巻: 117(1) 号: 1 ページ: 78-88
  • DOI: 10.3171/2012.3.jns111541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double independent spinal dural arteriovenous fistulas at the thoracic spine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanakita S, Takai K, Kin T, Shojima M, Saito N.
  • 雑誌名: Acta Neurochir (Wien) 巻: 154(7) 号: 7 ページ: 1157-1158
  • DOI: 10.1007/s00701-012-1366-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高精細融合3次元画像を用いた脳血管障害手術シミュレーションの構築手法の工夫と手術戦略上の利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、吉野 正紀、庄島 正明、今井 英明、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 雑誌名: The Mt. Fuji Workshop on CVD 巻: 30 ページ: 104-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] 聴神経腫瘍の術前検討に必要な顔面神経の検出 ―セグメンテーション困難領域に於けるセグメンテーションの工夫― (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 雑誌名: VR医学 巻: 10 ページ: 27-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal setting of image bounding box can improve registration accuracy of diffusion tensor tractography
  • 著者名/発表者名: Yoshino M, Kin T, Saito T, Nkagawa D, Nakatomi H, Kunimatu A, Oyama H, Saito N
  • 雑誌名: Int J Comput Assist Radiol Surg 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 脳腫瘍手術における術前・術中脳機能マッピング, モニタリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 金 太一
  • 学会等名: 第33回日本脳神経外科コングレス総会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-05-11
• [学会発表] バーチャルリアリティでわかる髄膜腫手術の基本手技と設計図 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金 太一
  • 学会等名: 第33回日本脳神経外科コングレス総会 脳腫瘍病理セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-05-09
• [学会発表] 脳腫瘍手術における術前・術中機能マッピング (2013)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 学会等名: 第33回脳神経外科コングレス
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 高精細融合３次元画像を用いた頭蓋底手術シミュレーションの有用性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正紀
  • 学会等名: 第25回日本頭蓋底外科学会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 高精細融合３次元画像を用いた頭蓋底手術シミュレーションの有用性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正紀
  • 学会等名: 第72回日本脳神経外科学会総会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] The usefulness of realistic virtua operation field in patients with skull base disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yoshino, Taichi Kin, Hirofumi Nakatomi, Hiroshi Oyama, Nobuhito Saito
  • 学会等名: The 23rd Annual North American Skull Base Society Meeting
  • 発表場所: Florida
• [学会発表] 頭蓋底画像診断における融合３次元画像の有用性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第36回日本脳神経CI学会総会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックスを用いた内視鏡下頭蓋底手術シュミレーションの有用性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川大地, 辛正廣,金太一,吉野正紀,小山博史,斉藤延人
  • 学会等名: 第36回日本脳神経CI学会総会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 時空間を統合した3次元コンピュータグラフィックスによる脳動静脈奇形の治療戦略 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、吉野 正紀、花北 俊哉、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第71回学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] トラクトグラフィーによる聴神経腫瘍神経描出率向上の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第71回学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Virtual reality surgical simulation on cerebral vascular disease by three-dimensional computer graphics using multimodal fusion image (2012)
  • 著者名/発表者名: Taichi Kin, Masanori Yoshino, Hirofumi Nakatomi, Hiroshi Oyama, Nobuhito Saito
  • 学会等名: 11th Japanese & Korean Friendship Conference on Surgery for Cerebral Stroke
  • 発表場所: Seoul
• [学会発表] 融合3次元画像を用いた脳腫瘍手術シミュレーションにおける脳神経描出の精度向上と術後転帰との相関について (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、吉野 正紀、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第17回日本脳腫瘍の外科学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 高精細融合３次元画像を用いた小脳橋角部腫瘍の術前シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第17回日本脳腫瘍の外科学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックス技術を駆使した脳神経外科シミュレーションの有用性と課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、吉野 正紀、斉藤 延人、小山 博史
  • 学会等名: 第12回日本VR医学会学術大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 頭蓋底外科治療における高精細融合3次元画像を用いた手術シミュレーションの利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第12回日本VR医学会学術大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] コンピュータグラフィックスによる手術シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、小山、博史、吉野 正紀、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、斉藤 延人
  • 学会等名: 第32回日本脳神経外科コングレス総会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックス技術を駆使した脳血管障害における画像診断及び手術戦略上の利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金 太一、吉野 正紀、中冨 浩文、庄島 正明、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第37回日本脳卒中学会総会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 脳動脈瘤における高精細融合3次元画像を用いた手術シミュレーションの利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、庄島 正明、小山 博史、斉藤 延人
  • 学会等名: 第37回日本脳卒中学会総会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Operative simulation on neurosurgery by three-dimensional computer graphics using multi-layer fusion image (2011)
  • 著者名/発表者名: Taichi Kin, Hiroshi Oyama, Nobuhito Saito
  • 学会等名: 13th Asian Australasian Congress of Neurological Surgeons
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] コンピュータグラフィックス技術を駆使した神経内視鏡手術シミュレーション (シンポジウム) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 辛 正廣, 庄島 正明, 吉野 正紀, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 学会等名: 第18回日本神経内視鏡学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] 小脳橋角部髄膜腫手術における神経症状の転帰と画像所見上の予後予測因子について (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 中冨 浩文, 吉野正紀, 田中 実, 斉藤延人
  • 学会等名: 第70回日本脳神経外科学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Diagnosis of developmental venous anomaly with brainstem cavernous malformation employing multi-modal fusion image (シンポジウム) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 中冨 浩文, 吉野 正紀, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 学会等名: 第16回日本脳腫瘍の外科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 脳血管障害における高精細融合3 次元画像の構築手法の工夫と手術戦略上の利点(シンポジウム) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 吉野 正紀, 中冨 浩文, 庄島 正明, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 学会等名: 第30回The Mt. Fuji Workshop on CVD
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] 融合3 次元画像による内視鏡下頭蓋底手術シミュレーションの有用性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 辛 正廣, 吉野 正紀, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 学会等名: 第23回日本頭蓋底外科学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] 脳神経外科領域における3 次元コンピュータグラフィックス(講演) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一
  • 学会等名: 第62回先端医工学セミナー
  • 発表場所: 九州大学大学院
  • 年月日: 2011-04-19
• [学会発表] 融合3 次元画像による脳神経外科手術シミュレーションの精度向上に関する検討(シンポジウム) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 小山 博史, 庄島 正明, 辛 正廣, 斉藤 延人
  • 学会等名: 第34回日本脳神経CI 学会総会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2011-04-05
• [図書] 脳神経外科速報. 24巻1号 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金 太一
  • 出版者: メディカ出版
• [図書] シミュレーションで経験する手術 IVR 中大脳動脈瘤のすべて (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉野正紀, 齊藤延人
  • 出版者: メディカ出版
• [図書] シミュレーションで経験する手術 IVR 中大脳動脈瘤のすべて (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川大地, 吉野正紀, 中冨浩文, 齊藤延人
  • 出版者: メディカ出版
• [図書] Annual Review 神経 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 総ページ数: 290
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 脳神経外科速報 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 総ページ数: 120
  • 出版者: メディカ出版
• [図書] 臨床医のための最新脳神経外科 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金太一
  • 出版者: 先端医療技術研究所
• [図書] Annual Review 神経 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金 太一
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 臨床医のための最新脳神経外科(第12章)
  • 著者名/発表者名: 金 太一, 小山 博史, 斉藤 延人
  • 出版者: 先端医療研究所(In press)
• [産業財産権] 画像処理装置及びプログラム (2013)
  • 発明者名: 金太一
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-05-15
• [産業財産権] 画像処理装置及びプログラム (2013)
  • 発明者名: 金太一
  • 権利者名: 金太一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-05-15