高密度情報誘導手術環境を支援する手術工程解析法と評価システムの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22650115
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中村 亮一 千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30366356)
• 研究分担者: 村垣 善浩 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70210028) ; 鈴木 孝司 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (00468688)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: コンピュータ外科学 / 手術ナビゲーション / 作業評価 / 分布解析

研究概要

本研究では複雑化する外科医療の品質向上を達成するための手術工程解析技術の創世を目的とする.特に手術ナビゲーション情報と手術室内俯瞰映像情報を元に術中MRI誘導下脳腫瘍摘出術と腹腔鏡下胆嚢摘出術の工程評価を行うアルゴリズムを開発し,システムとして実装評価した.ナビゲーション情報による手術管理システムでは両術式とも工程の推定と手技の特長の定量化が可能である事を確認出来た.手術室内映像情報では複数カメラによる動線の3次元導出と,動線特徴量を用いた工程遷移場面の抽出可能性を示すことが出来た.

研究成果

• [雑誌論文] Automatic surgical workflow estimation method for brain tumor resection using surgical navigation information (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura, Tomoaki Aizawa, Yoshihiro Muragaki, Takashi Maruyama, Hiroshi Iseki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 24(5) ページ: 791-801
• [雑誌論文] 手術ナビゲーション情報を利用したMRI誘導下脳腫瘍摘出術の進捗工程解析法3(2012年度論文賞(優秀症例賞)(2012年度論文賞(優秀症例賞) (2011)
  • 著者名/発表者名: 相沢知明,中村亮一,村垣善浩,丸山隆志,田中雅彦,伊関洋
  • 雑誌名: 日本コンピュータ外科学会誌 巻: 13(1) ページ: 25-32
• [雑誌論文] 術室内映像を用いた潜在的リスク源候補半自動抽出システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司,櫻井康雄,吉光喜太郎,南部恭二郎,村垣善浩,伊関洋
  • 雑誌名: 日本コンピュータ外科学会誌 巻: 13(2) ページ: 75-85
• [学会発表] Medical Image Processing for Intuitive Navigation and Surgical Workflow Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura
  • 学会等名: ICC Chiba Color Experts' day 2013
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] 手術ナビゲーションを作業記録装置として利用した腹腔鏡下胆嚢摘出術の手術工程解析法の提案と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉野貴明,中村亮一,川平洋
  • 学会等名: 第25回日本内視鏡外科学会総会日本内視鏡外科学会雑誌
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20121206-08
• [学会発表] 匠の技の定量化:ナビゲーション医療機器の手術環境評価への可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一,杉野貴明,本多有芽,相沢知明,村垣善浩,川平洋
  • 学会等名: 第21回日本コンピュータ外科学会シンポジウム「匠の技と先端技術の融合-医工連携の問題点-」日本コンピュータ外科学会誌
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20121206-08
• [学会発表] 手術ナビゲーションシステムを記録媒体として用いた腹腔鏡下胆嚢摘出術の工程解析法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉野貴明,川平洋,中村亮一
  • 学会等名: 第21回日本コンピュータ外科学会日本コンピュータ外科学会誌
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20121102-04
• [学会発表] オクル-ジョンを考慮した複数カメラによる手術室内人員動線計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大塚亮,志村洋輔,鈴木孝司,佐藤生馬,中村亮一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012(ROBOMEC2012)
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20120527-29
• [学会発表] ナビゲーション情報を利用した手術工 程解析:腹腔鏡下胆嚢摘出術への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉野貴明,川平洋,相沢知明,中村亮一
  • 学会等名: 第51回日本生体医工学会大会生体医工学
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20120510-0512
• [学会発表] Analysis of the Surgical Workflow during Laparoscopic Cholecystectomy using Surgical Navigation Information (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Sugino, Hiroshi Kawahira, Tomoaki Aizawa, Ryoichi Nakamura
  • 学会等名: The 8th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20120327-28
• [学会発表] 子宮内及び等張液充填環境における革新的情報誘導内視鏡外科の創成-WaFLES技術による高速3Dリアルタイムナビゲーションと手術工程分析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一,大塚亮,杉野貴明,本多有芽,川平洋
  • 学会等名: オーガナイズドセッション「実学としての医工融合研究と医工ものづくりシステム」,第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2012)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20120326-31
• [学会発表] Method for End Time Prediction of Brain Tumor ResectionsUsing AnalysisofSurgical Navigation Information and Tumor Size Characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, T. Aizawa, Y. Muragaki, T. Maruyama and H. Iseki
  • 学会等名: 2012 the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (WC2012)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20120305-10
• [学会発表] Wafles環境とナビゲーション技術による次世代情報誘導内視鏡下手術への挑戦 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一,大塚亮,杉野貴明,川平洋,五十嵐辰男
  • 学会等名: 第25回日本内視鏡外科学会総会特別ワークショップ「手術ナビゲーションはどこまで進化したか?」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] Navigation-based intuitive guidance and analysys for robotics in minimally invasive surgery,Workshopon Future trendson Medical Robotics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura
  • 学会等名: IEEE International Conference onBiomedicalRoboticsand Biomechatronics (BioRob2012)
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2012-06-24
• [学会発表] 手術ナビゲーション情報を用いた手術手技・環境の自動計測・分析・予測手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一
  • 学会等名: 第51回日本生体医工学会大会シンポジウム「低侵襲治療技術・生活支援技術とコンピュータ支援技術の現状と将来」生体医工学
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-05-10
• [学会発表] 画像誘導下脳腫瘍摘出術における手術進捗工程解析-推定標準作業時間を応用した手術進行予測と術中イベント自動検出法- (2011)
  • 著者名/発表者名: 相沢知明,中村亮一,村垣善浩,丸山隆志,伊関洋
  • 学会等名: 第20回日本コンピュータ外科学会大会日本コンピュータ外科学会誌
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111122-24
• [学会発表] 複数カメラを用いたステレオ,計測による手術室内人員動線分析システムの臨床データを用いた評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大塚亮,鈴木孝司,佐藤生馬,中村亮一
  • 学会等名: 第20回日本コンピュータ外科学会大会日本コンピュータ外科学会誌
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111122-24
• [学会発表] 術室内映像ファ (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司
  • 学会等名: 第20回日本コンピュータ外科学
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111122-24
• [学会発表] Method to estimate the end time of brain tumor resection by using surgical navigation information (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Aizawa, Ryoichi Nakamura, Takashi Maruyama, Yoshihiro Muragaki, Hiroshi Iseki
  • 学会等名: 25th International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2011)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20110622-25
• [学会発表] 複数カメラを用いたステレオ計測による手術室内人員動線分析に関する基礎的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一,大澤千晃,鈴木孝司,佐藤生馬
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011(ROBOMEC2011)抄録集 p180/論文集
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110526-28
• [学会発表] 単眼CCDカメラ情報の連結による手術室内人員動線分析システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大澤千晃,中村亮一,佐藤生馬
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会生体医工学
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110429-0511
• [学会発表] Process progress analysis method using surgical navigation information in glioma surgery (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Aizawa, Ryoichi Nakamura, Yoshihiro Muragaki, Takashi Maruyama, Masahiko Tanaka, Hiroshi Iseki
  • 学会等名: The 6th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20101126-27
• [学会発表] Development of video annotation system for microscopic and laparoscopic surgery (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Suzuki, Kitaro Yoshimitsu, Yoshihiro Muragaki, Hiroshi Iseki
  • 学会等名: The 6th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20101126-27
• [学会発表] 術具・腫瘍干渉情報に基づく脳腫瘍摘出術の進捗工程解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 相沢知明,中村亮一,村垣善浩,丸山隆志,田中雅彦,伊関洋
  • 学会等名: 第19回日本コンピュータ外科学会大会日本コンピュータ外科会誌
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20101102-04
• [学会発表] 鏡視下手術およびトレーニングを支援するビデオアノテーションシステムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司,吉光喜太郎,村垣善浩,伊関洋
  • 学会等名: 第19回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20101102-04
• [学会発表] Quantitative visualization of surgical information in navigation surgery (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura
  • 学会等名: Invited Talk, I2R-Chiba University JSPS Joint Workshop 2010 "Next Generation Bio-Medical Engineering"
  • 発表場所: Fusionopolis, Singapore
  • 年月日: 20100827-28
• [学会発表] Progress process analysis method using surgical navigation information in brain tumor resection (2010)
  • 著者名/発表者名: 相沢知明,中村亮一,村垣善浩,丸山隆 志,田中雅彦,伊関洋
  • 学会等名: 第49回日本生体医工学会大 会生体医 工学
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100625-27
• [学会発表] Intraoperative analysis of task progress and performance of glioma surgery using navigation information (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura, Tomoaki Aizawa, Yoshihiro Muragaki, Takashi Maruyama, Masahiko Tanaka, Hiroshi Iseki
  • 学会等名: 24th International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2010)
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20100623-26
• [備考] 手術情報収集と術式工程解析・進捗情報分析
  • URL: http://www.tms.chiba-u.jp/~nakamura/surg_info/proc_analy.htm
• [産業財産権] 手術工程解析プログラム (2013)
  • 発明者名: 中村亮一,杉野貴明
  • 権利者名: 千葉大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2013-017956号
  • 出願年月日: 2013-01-31