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CTとMRIを融合させる多元型変形可能な膵臓手術シミュレーションソフトの開発研究

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 15H01103
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

大城 幸雄  筑波大学, 医学医療系, 講師 (10535008)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードCG / バーチャル / シミュレーション / 膵臓 / 非剛体位置合わせ / 膵臓手術シミュレーションソフト / 膵臓手術 / CT / MRI / 融合 / 多元 / 変形
研究実績の概要

次世代3D-CGバーチャル膵臓切除システム(Pancsim)の開発
i) CT-MRIフュージョンの高精度化 : CT画像上で胆管が認識困難な場合において高精度でMRI画像を融合可能な胆管の尤度分布を利用した非剛体位置合わせアルゴリズムの改良を行った。ii) 多元型膵臓変形3Dモデルの構築システムの開発 : 膵臓領域自動抽出アルゴリズムおよび対話型血管構造抽出アルゴリズムを統合した,膵臓およびその周辺構造(胆管,動脈,静脈)の3Dモデル構築システムを開発した。MRIが撮影不可能な場合に備え、ブラックハット変換を用いた膵管描出法を新たに拡充した。
Pancsimの有用性評価
iii) 腹腔鏡下胃切除術でのPancsimの有用性の評価 : Pancsimを用いて患者個別の解剖学的特徴ごとに膵変形,偏位を、術前にPC上でシミュレーションし,胃がん手術の術野展開、リンパ節郭清、血管処理の術前リハーサルが可能であり、正確で安全な手術に寄与した。iv) 腹腔鏡下胆嚢摘出術でのPancsimの有用性の評価 : Augmented Reality (AR)を取り入れた評価を行った。術中のモニターにPancsimによる胆嚢切除シミュレーション画像を重畳表示して,実際の手術モニターと並べて術中ガイドとして使用し、正確、安全な手術が施行でき、若手外科医の教育に有用であった。v) 腹腔鏡下膵体尾部切術でのPancsimの有用性の評価:膵臓を挙上し、脾動静脈の走行を術前に十分確認でき安全で正確な手術に有用であった。特に脾動静脈が膵臓に埋まっているケースや、蛇行しているケースには、拡大視され狭視野である腹腔鏡下手術においては非常に有用であった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 3D liver surgery simulation: computer-assisted surgical planning with 3D simulation software and 3D printing2017

    • 著者名/発表者名
      Oshiro Y, Ohkohchi N.
    • 雑誌名

      Tissue engineering part A

      巻: 印刷中 号: 11-12 ページ: 474-480

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2016.0528

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 肝臓―肝離断のプロセスをシミュレートするコンピュータ手術支援―2017

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、岡田俊之、倉田昌直、大河内信弘
    • 雑誌名

      日本外科学会雑誌

      巻: 118 ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effect of three-dimensional preoperative simulation on liver surgery World Journal of Surgery2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama K, Oshiro Y, Ohkohchi N
    • 雑誌名

      World Journal of Surgery

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1840-1847

    • DOI

      10.1007/s00268-017-3933-7

    • 関連する報告書
      2016 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] Three-dimensional simulation of pancreatic surgery showing the size and location of the main pancreatic duct2017

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto R, Oshiro Y, Nakayama K, Kohno K, Hashimoto S, Fukunaga K, Oda T, Ohkohchi N.
    • 雑誌名

      Surgery Today

      巻: 47 号: 3 ページ: 357-364

    • DOI

      10.1007/s00595-016-1377-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A novel three-dimensional print of liver vessels and tumors in hepatectomy2017

    • 著者名/発表者名
      Oshiro Y, Mitani J, Okada T, Ohkohchi N
    • 雑誌名

      Surgery Today

      巻: 47 号: 4 ページ: 521-524

    • DOI

      10.1007/s00595-016-1383-8

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neuroendocrine carcinoma of the extrahepatic bile duct: A case report.2016

    • 著者名/発表者名
      Oshiro Y, Gen R, Hashimoto S, Oda T, Sato T, Ohkochi N
    • 雑誌名

      World J Gastroenterol.

      巻: 22 号: 30 ページ: 6960-6964

    • DOI

      10.3748/wjg.v22.i30.6960

    • NAID

      120007129482

    • 関連する報告書
      2016 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] AR・VRシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 雑誌名

      日本コンピュータ外科学会誌

      巻: 18 ページ: 145-147

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 肝切除支援ツール「3D肝臓プリントフレームモデル」の開発と手術での運用2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、岡田俊之、三谷 純、宮本恵美、大河内信弘
    • 雑誌名

      月刊新医療

      巻: 500 ページ: 136-139

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 新規3Dプリントフレームモデルによる肝切除術支援2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 雑誌名

      MEDICAL TECHNOLOGY

      巻: 44 ページ: 230-231

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 膵臓の3D画像構築と手術2016

    • 著者名/発表者名
      宮本良一、大城幸雄、橋本真治、小田竜也、大河内信弘
    • 雑誌名

      手術

      巻: 70 ページ: 177-182

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 膵切除における3D手術シミュレーションの実際2016

    • 著者名/発表者名
      宮本良一、大城幸雄、橋本真治、小田竜也、大河内信彦
    • 雑誌名

      消化器外科

      巻: 39 ページ: 67-74

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and Application of A Novel 3D Surgical Emulator and Dynamic Surgical Textbook for New Surgery education2015

    • 著者名/発表者名
      Kim J, Oshiro Y, Kim S, Fukunaga K, Miyamoto R, Nakayama K, Mitani J, Ohkohchi N.
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 10 号: S1 ページ: 270-271

    • DOI

      10.1007/s11548-015-1213-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 医工産学連携による「肝変形を可能とした次世代型3D-CG肝臓手術シミュレーション・システム」開発2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、金 尚泰、工藤博幸、滝沢穂高、三谷 純、岩田洋夫、矢野博明、掛谷英紀、圓崎祐貴、清徳省雄、大河内信弘
    • 雑誌名

      JJSCAS2015

      巻: 15 ページ: 140-141

    • NAID

      10031194143

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Haptic Device for a Hepatectomy Simulator2015

    • 著者名/発表者名
      .Enzaki Y, Yano H, Oshiro Y, Kim J, Kim S, Iwata H, Ohkohchi N.
    • 雑誌名

      Haptic Interaction

      巻: 277 ページ: 231235-231235

    • DOI

      10.1007/978-4-431-55690-9_44

    • ISBN
      9784431556893, 9784431556909
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 肝臓手術シミュレータのための力覚付きバーチャル超音波吸引装置2015

    • 著者名/発表者名
      藤田涼太、圓崎祐貴、矢野博明、大城幸雄、岩田洋夫、大河内信弘
    • 雑誌名

      日本コンピュータ外科学会誌

      巻: 37 ページ: 178-179

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D Virtual Pancreatic Surgical simulation combined with Real-time Deformation using DT-MRI fusion2017

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第3回多元計算解剖学国際シンポジウム
    • 発表場所
      奈良県文化会館・奈良県・奈良市
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝臓手術トレーニングシミュレータのためのバーチャル肝臓提示装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      滝澤直輝、矢野博明、圓崎祐貴、大城幸雄、岩田洋夫、大河内信弘
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2017
    • 発表場所
      国立研究開発法人物質・材料研究機構・茨城県・つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 断面における誤検出した分岐点候補の削除処理を導入した腹部CT画像からの欠陥構造の対話的抽出2017

    • 著者名/発表者名
      内田 彰、岡田俊之、滝沢穂高、工藤博幸、大城幸雄、大河内信弘
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2017
    • 発表場所
      国立研究開発法人物質・材料研究機構・茨城県・つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Next Generation Computer-aided Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      The 19th US-Japan Cellular and Gene Therapy Conference 3D Modeling and Printing of Tissues and Organs
    • 発表場所
      FDA White Oakキャンパス
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3Dでわかることできること。2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第35回日本画像医学会 ランチョンセミナー
    • 発表場所
      ステーションカンファレンス東京(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-02-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] われわれの医工産学連携戦略2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜・神奈川県・横浜市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータ手術支援の取り組み~肝胆膵外科から消化管外科まで~2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第41回日本肝臓学会東部会
    • 発表場所
      京王プラザホテル・東京都・新宿区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 可変3D画像と術野映像へのプロジェクションを用いた鏡視下胃癌手術のARナビゲーション2016

    • 著者名/発表者名
      明石正義、大城幸雄、小川光一、久倉勝治、大原佑介、榎本剛史、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分岐構造周囲の輝度特徴に基づく腹部CT画像からの血管構造の対話的抽出2016

    • 著者名/発表者名
      内田 彰、岡田俊之、滝沢穂高、工藤博幸、大城幸雄、大河内信弘
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 将来のCASにおける若手教育と研究者育成~キャリア形成から考える2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肝臓手術シミュレータのためのバーチャル肝臓力覚提示装置2016

    • 著者名/発表者名
      滝澤直輝、矢野博明、大城幸雄、岩田洋夫、大河内信弘
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 医療用フルHD裸眼立体表示におけるクロストークの低減2016

    • 著者名/発表者名
      吉田篤史、掛谷英紀、大城幸雄、大河内信弘
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] タッチレスディスプレイを用いたコンピュータ画像支援手術2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、大内田研宙、岡田俊之、橋爪 誠、大河内信弘
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京工科大学蒲田キャンパス・東京都・大田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 腹腔鏡下肝切除におけるコンピュータ手術支援2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、中山 健、倉田昌直、高野恵輔、橋本真治、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第78回日本臨床外科学会総会
    • 発表場所
      グランドプリンスホテル新高輪 国際館パミール・東京都・港区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータ手術支援による腹腔鏡下肝切除2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、中山 健、倉田昌直、高野恵輔、橋本真治、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第11回肝癌治療シミュレーション研究会
    • 発表場所
      大阪国際会議場・大阪府・大阪市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 腹腔鏡下胃切除の拡張現実(AR)ナビゲーション;可変3D画像と術野映像へのプロジェクション2016

    • 著者名/発表者名
      明石正義、大城幸雄、田村孝史、榎本剛史、久倉勝治、大原佑介、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第71回日本消化器外科学会
    • 発表場所
      あわぎんホール・徳島県・徳島市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Computer-assisted surgical navigation in hepato-biliary-pancreatic surgery2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、中山 健、宮本良一、高野惠輔、橋本真治、倉田昌直、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第71回日本消化器外科学会
    • 発表場所
      あわぎんホール・徳島県・徳島市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータ手術支援を駆使した肝切除術2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、中山 健、高野恵輔、橋本真治、倉田昌直、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第52回日本肝癌研究会
    • 発表場所
      虎ノ門ヒルズフォーラム・東京都・港区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肝胆膵外科コンピュータ外科手術支援2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、岡田俊之、宮本良一、中山 健、高野恵輔、橋本真治、倉田昌直、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第41回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      ナレッジキャピタルコングレコンベンションセンター ・大阪府・大阪市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータ手術支援による肝胆膵外科手術の推進と未来2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、中山 健、大河内信弘
    • 学会等名
      第52回日本肝臓学会総会
    • 発表場所
      ホテルニューオータニ幕張・千葉県・千葉市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肝胆膵領域の次世代コンピュータ外科画像支援手術2016

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄、宮本良一、岡田俊之、中山 健、奥田洋一、高野恵輔、橋本真治、小田竜也、大河内信弘
    • 学会等名
      第116回日本外科学会定期学術集会
    • 発表場所
      大阪国際会議場・大阪府・大阪市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新しい3D立体肝臓プリントモデルによる肝臓手術支援2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第77回日本臨床外科学会総会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規3Dプリントフレームモデルによる手術支援2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第24回日本コンピュータ外科学会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 医工芸連携によるコンピュータ外科手術支援の開発と運用2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第37回茨城医学会総会
    • 発表場所
      茨城県医師会(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 肝門板における冠動脈ネットワークと関連症例の検討2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第23回JDDW
    • 発表場所
      グランドプリンスホテル新高輪(東京都港区)
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Application of the Three-Dimensional(3-D) Liver Surgery Simulation and the Development of a Novel Next Generation Liver Surgery Emulator Combined with Real-Time Deformation2015

    • 著者名/発表者名
      Oshiro yukio
    • 学会等名
      CLINICAL CONGRESS 2015
    • 発表場所
      Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膵切除における3D手術シミュレーションの経験と術中ナビゲーション可能な次世代型エミュレーターの開発2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第10回肝癌治療シミュレーション研究会
    • 発表場所
      ホテル椿山荘東京(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 胆道疾患治療へのシミュレーション技術の応用2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第51回日本胆道学会学術集会
    • 発表場所
      ホテル東日本宇都宮(宇都宮市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3D肝切除ナビゲーションと次世代型肝切除エミュレータ運用2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第51回日本肝癌研究会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市中央区)
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 当科におけるコンピュータ手術支援の取り組みと手術工程をリハーサル可能なリアル肝切除3Dエミュレータ開発2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第27回日本肝胆膵外科学会
    • 発表場所
      ホテル グランパシフィック LE DAIBA (東京都港区)
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3D肝切除シミュレーション・ナビゲーション運用の実際と次世代型肝切除エミュレータ開発の進歩2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第51回日本肝臓学会総会
    • 発表場所
      ホテル日航熊本(熊本市中央区)
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 医工芸連携による新しいダイナミックiPad手術書(肝臓編)開発2015

    • 著者名/発表者名
      大城幸雄
    • 学会等名
      第115回日本外科学会定期学術集会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2015-04-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 3D-CGバーチャル手術シミュレーションユニット

    • URL

      http://u-tsukuba-vrsurg.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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