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2015 年度 実績報告書

多元計算解剖学の生体医工学における学術展開

計画研究

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 26108008
研究機関東京大学

研究代表者

小林 英津子  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345268)

研究分担者 正宗 賢  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00280933)
金 大永  帝京平成大学, 公私立大学の部局等, 講師 (60461860)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード生物・生体工学 / 解剖学
研究実績の概要

(1)多元計算解剖モデルの実環境適応に有効な術中情報の取得:手術中の作用力計測のため、腹腔鏡下手術用長鉗子に歪ゲージを取り付けた力計測鉗子を開発した。歪ゲージを特殊な配置とすることで、鉗子の2方向の曲げ力、鉗子軸方向の圧縮力、把持力を独立に計測可能とした。さらに内視鏡画像上での鉗子の位置姿勢計測を行い、内視鏡画像座標系での作用力を計測可能とした。本鉗子を用いて術野展開時の術者の鉗子操作の評価を行った。
(2)術中局所情報と計算解剖モデルの統合による患者固有の多元計算解剖情報の構築:超音波による術中情報と術中X線CT画像との統合による大腸外科手術支援ナビゲーションシステムにおいて、in vivo実験によるシステム検証を行った。また体位変化による術前術中の変形評価を行った。対象臓器に対して有効的なロボットコントロールを行うために、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を用いた内視鏡と腫瘍との相対位置関係計測システムを開発と評価を行った。
(3)多元計算解剖情報に基づく手術支援ロボットの制御法の開発:膵臓外科術用ステープラーデバイスの制御法として、膵臓圧縮時の膵臓内圧計測および病理画像による膵臓損傷評価を行った。膵臓内圧評価においては、表面近くでの圧力上昇が見られ、膵液漏との関係が示唆された。口腔外科手術支援ロボットにおいては、駆動制限を有する安全な骨切除ロボットシステムを開発し、精度評価を行った。
(4)各開発要素の評価:生体摘出組織およびin vivo実験による評価のための環境構築を行った。摘出組織の物性値が計測可能な圧縮試験装置の開発を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

年度初めに交付申請書にて計画した目的を概ね実施できたため。また、他の計画班および公募班との共同研究も順調に進んでいるため。

今後の研究の推進方策

今後もこれまでと同様、下記の4つの課題に対し、腹部外科手術、口腔外科手術を主なアプリケーションとして、実施する。さらに他の計画班および公募班さらに、海外との共同研究も推進する。
(1)多元計算解剖モデルの実環境適応に有効な術中情報の取得
(2)術中局所情報と計算解剖モデルの統合による患者固有の多元計算解剖情報の構築
(3)多元計算解剖情報に基づく手術支援ロボットの制御法の開発
(4)各開発要素の評価

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 北京航空航天大学/合肥工業大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京航空航天大学/合肥工業大学
  • [雑誌論文] Preclinical methods to assess collateral mechanical damage to tissues caused by surgical procedures and devices”, Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ishijima, Y. Koseki, T. Ando, I. Sakuma, E. Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery

      巻: 18 ページ: 19-32

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 先端工学外科学(FATS)のプロジェクト活動進捗について2016

    • 著者名/発表者名
      田村学, 正宗賢, 生田聡子, 岡本淳, 吉光喜太郎, 小西良幸, 前田真法, 仁木千晴, チエルノフミハ, 岸本眞治、堀瀬友貴, 丸山隆志, 伊関洋, 村垣善浩
    • 雑誌名

      未来医学誌

      巻: 29 ページ: 20-34

  • [雑誌論文] Self-contained image mapping of placental vasculature in 3D ultrasound-guided fetoscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Liangjing Yang, Junchen Wang, Takehiro Ando, Akihiro Kubota, Hiromasa Yamashita, Ichiro Sakuma, Toshio Chiba, and Etsuko Kobayashi
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 10 Dec ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s00464-015-4690-z

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Towards scene adaptive image correspondence for placental vasculature mosaic in computer assisted fetoscopic procedures2015

    • 著者名/発表者名
      L. Yang, J. Wang, T. Ando, A. Kubota, H. Yamashita, I. Sakuma, T. Chiba, and E. Kobayashi
    • 雑誌名

      The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/rcs.1700

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-time computer-generated integral imaging and 3D image calibration for augmented reality surgical navigation2015

    • 著者名/発表者名
      Wang, H. Suenaga, H. Liao, K. Hoshi, L. Yang, E. Kobayashi, and I. Sakuma
    • 雑誌名

      Computerized Medical Imaging and Graphics

      巻: 40 ページ: 147-159

    • DOI

      10.1016/j.compmedimag.2014.11.003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coarse-to-fine dot array marker detection with accurate edge localization for stereo visual tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Junchen Wang, Etsuko Kobayashi, Ichiro Sakuma
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 15 ページ: 49-59

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2014.09.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vision-based endoscope tracking for 3D ultrasound image-guided surgical navigation2015

    • 著者名/発表者名
      L. Yang, J. Wang, T. Ando, H. Yamashita, I. Sakuma, T. Chiba, E. Kobayashi
    • 雑誌名

      Computerized Medical Imaging and Graphics

      巻: 40 ページ: 205-216

    • DOI

      10.1016/j.compmedimag.2014.09.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An effective visualization technique for depth perception in augmented reality-based surgical navigation2015

    • 著者名/発表者名
      CHOI Hyunseok, CHO Byunghyun , MASAMUNE Ken, HASHIZUME Makoto, HONG Jaesunga
    • 雑誌名

      the International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted, Surgery

      巻: 12 ページ: 62-72

    • DOI

      10.1002/rcs.1657

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 脳神経外科領域の術中 インターベンショナルMRI2015

    • 著者名/発表者名
      正宗賢, 田村学, 生田聡子, 岡本淳
    • 雑誌名

      INNERVISION

      巻: 30 ページ: 8-39

  • [学会発表] 制限された視野を拡張する内視鏡下手術支援ロボットシステム2016

    • 著者名/発表者名
      小林英津子
    • 学会等名
      医工学治療学会第32回学術大会
    • 発表場所
      甲府富士屋ホテル(山梨県・甲府市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Medical robot system for minimally invasive surgery2015

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Kobayashi
    • 学会等名
      the 2015 Asian Robotic Camp for Colorectal Surgeons
    • 発表場所
      KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY MEDICAL CENTER(韓国・テグ)
    • 年月日
      2015-12-19 – 2015-12-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advanced Mechatronics and Information systemsfor Minimally Invasive Surgery2015

    • 著者名/発表者名
      Ken MASAMUNE Y Muragaki, J Okamoto, K Yoshimitsu, Y Horise, M Maeda, Y Konishi, S Ikuta, M Tamura, M Chernov,C Niki, T Maruyama, S Kishimoto, H Iseki
    • 学会等名
      ICMIT2015
    • 発表場所
      Delpino Resort in Kangwon-do, Korea
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像解析による膵臓損傷評価~ランゲルハンス島の密度について~2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木将司,金大永,小林英津子,佐久間一郎,近藤福雄,浅野武秀
    • 学会等名
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [学会発表] 電気メスの使用性向上のための鉗子ナビゲーションシステムに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      内藤佳菜子,安藤岳洋,王君臣,小林英津子,佐久間一郎
    • 学会等名
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [学会発表] ESDを対象としたマーキングの検出~内視鏡の自己位置推定に用いるためのマーキングディテクタの検証~2015

    • 著者名/発表者名
      韓規悳,王君臣,富井直輝,安藤岳洋,小林英津子,清松英充,藤城光弘,佐久間一郎
    • 学会等名
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [学会発表] 膵臓圧縮時の内圧変化に関しての報告2015

    • 著者名/発表者名
      黒田上総,金大永,小林英津子,佐久間一郎,近藤福雄,浅野武秀
    • 学会等名
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [学会発表] 低侵襲治療を支援する高度 ナビゲーションデバイスの 展開2015

    • 著者名/発表者名
      正宗賢, 村垣善浩
    • 学会等名
      第67回日本気管食道 科学会総会ならびに 学術講演会
    • 発表場所
      ザ・セレクトン福島(福島県・福島市)
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] An Evaluation of Pancreatic Damage Caused by Clamping Using Image Processing of Prepared Slide2015

    • 著者名/発表者名
      Daeyoung KIM, Etsuko Kobayashi, Masayuki Toyoda, Fukuo Kondo, Ichiro Sakuma, Takehide Asano
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milano Conference Center,Milan,Italy
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Endoscopic pose estimation using simultaneous localization and mapping(SLAM): an evaluation study towards endoscopic submucosal dissection2015

    • 著者名/発表者名
      K.Han, J.Wang, T.Ando, E.Kobayashi, H.Kiyomatsu, M.Fujishiro, I.Sakuma
    • 学会等名
      CARS 2015-Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      International Congress and Exhibition Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-06-23 – 2015-06-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a medical image overlay navigation system with a tablet PC2015

    • 著者名/発表者名
      J.Nie , SAKUMAIchiro, KONOEDAH, HISHIYAMAJ, SAKURAIH , MASAMUNEKen, UEMATSUMiyuki
    • 学会等名
      CARS 2015-Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      International Congress and Exhibition Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-06-23 – 2015-06-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Error analysis of the surgical robot with novel positioning mechanism for oral and maxillofacial surgery2015

    • 著者名/発表者名
      HARA Kazuaki, SUWNAGA Hideyuki,MASAMUNE Ken
    • 学会等名
      IIP/ISPS Joint MIPE2015 Conference
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 多元計算解剖学の展開-研究計画と進捗-2015

    • 著者名/発表者名
      小林英津子、木戸尚治、橋爪誠
    • 学会等名
      第54回生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋)
    • 年月日
      2015-05-08 – 2015-05-08
  • [学会発表] 膵組織損傷抑制を目的とした膵液の可視化に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      清水亮太、金大永、浅野武秀、近藤福雄、豊田真之、佐久間一郎、小林英津子、安藤岳洋
    • 学会等名
      第54回生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋)
    • 年月日
      2015-05-08 – 2015-05-08
  • [学会発表] ロボティックエバイス・拡 張現実感による低侵襲手術 支援2015

    • 著者名/発表者名
      正宗賢
    • 学会等名
      第29回日本医学会総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-04-11 – 2015-04-13
    • 招待講演
  • [備考] 医用精密工学研究室

    • URL

      http://www.bmpe.t.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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