2020 年度研究成果報告書

4次元コンピュータグラフィックスを用いた脳神経外科手術検討法の開発と有用性の検証

研究課題

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研究課題/領域番号	18K08938
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分56010:脳神経外科学関連
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)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	脳神経外科 / 流体解析 / 4DCG / 手術シミュレーション
研究成果の概要	4次元コンピュータグラフィックスを用いた脳神経外科手術検討法を開発し、その有用性を検証した。研究計画は予定通り達成し、研究に遅れはなかった。Phase-contrast MR angiographyと融合3次元画像との融合方法を新たに開発し脳動脈瘤などの手術検討に使用した。特に脳動脈瘤の壁の厚さを推定できる方法を発見したことと、脳動静脈奇形における出血群と非出血群とで血流解析に有意差を認めることを発見したことが顕著な成果であった。これらの研究成果に関して論文投稿した。その他にも複数の疾患に対して提案手法を適用し、病態や治療効果の機序解明に資する可能性が示唆された。
自由記述の分野	脳神経外科
研究成果の学術的意義や社会的意義	学術的意義としては、生体データにおけるスカラーとベクトルの位置合わせ手法を確立したことである。本法はスカラー形状とベクトルとの中心領域をレジストレーションするものであり、これは管腔構造を流れる層流の特性を反映している理論的整合性の高いものである。また、本法は医療以外のあらゆる流体解析へ応用できる可能性がある。in vivoデータと仮想データの融合方法を開発したという点でも研究意義が高い。社会的意義としては、提案手法によってこれまで不可能とされてきた複雑な形状を有する疾患への時空間的な流体解析が可能となり、病態解明、治療効果判定、および手術検討への有用性が示唆されたことである。