| 研究課題/領域番号 |
24390345
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
宮城 靖 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 共同研究員 (10380403)
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| 研究分担者 |
福田 孝一 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (50253414)
諸岡 健一 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (80323806)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 脳神経外科学 / 中枢神経解剖学 / 機能的脳神経外科学 / 定位脳手術 / 脳図譜 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，我々が先行研究で作成した日本人脳の完全連続標本を用い，３次元的整合性と高精細組織画像を両立させ，さらに患者MRI 画像をもとに最適に形状変形できる次世代型の定位脳手術用ヒト脳座標デジタルアトラスを開発し，難治性神経疾患のテイラーメイド治療に対応できる日本人版の定位脳手術支援システムを構築し安心・安全・精確な定位脳手術を実現することを第一の目的とし，これをもとに将来的な脳科学統合データベースの基盤形成を第二の目的とする。日本人脳の完全連続標本を染色後電子化し，その外表面のみの３D形状モデルが完成した（熊本大学生命科学研究部との共同作業）。現在微細構造をNeuron 再構成ソフトウェアでトレーシングし詳細な組織構築をアトラス内に書き込む作業を開始している。脳形状の普遍性を担保するために正常日本人脳MRI (T1 強調画像)を各年代別に収集し，脳表，脳室，線条体(尾状核・被殼)の輪郭を抽出し，随時3D モデル化して形状データを蓄積している。これと平行して、九州大学システム情報科学院との共同作業により基底核周囲の局所２Dアトラスを個人のMRIを元にテイラーメイド変形するプログラムを作成し、最小二乗法によるアトラス変形の結果を検証し、現在有限要素解析を用い３D変形を試みている。形状可変デジタル脳アトラスが完成し次第，従来の方法(SW脳図譜上の交連間線から求める古典的座標設定法，および周辺構造との関係から求める間接的座標設定法)に対し，このデジタル脳アトラスを変形させ得られたテイラーメイド・アトラスから標的座標を直接設定する方法を比較し，定位脳手術に応用し精度を検証する予定であった。計算機能力が大容量データの処理に追いつけず、さらに定位脳手術での精度の検証作業ができなくなり全体として研究にやや遅延が生じている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初計画では、脳座標アトラスの変形処理方法を最小二乗法から有限要素解析による変形処理へ、さらに2Dから3Dへと拡張し、2015年1月のアジア定位機能神経外科学会に発表する予定であった。しかし有限要素解析を導入するにあたり、計算機の処理能力が大容量データの処理に追いつかず、そのために定位脳手術での精度の検証作業ができなくなり全体として研究にやや遅延が生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、脳座標アトラスの変形処理におけるアルゴリズムを大幅に変更し、3D計算の処理スピードを上げているところである。また手術による検証を代替する方法として、過去の手術データからMRIでの神経核の生理学的同定と本アトラスによる計算結果との検証に用いる方法を検討中である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画では、脳座標アトラスの変形処理方法を最小二乗法から有限要素法による変形処理へ、さらに２Dから３Dへと拡張し、2015年1月のアジア定位機能神経外科学会に発表する予定であった。しかし、計算機の処理能力が大容量データの処理に追いつけず、さらに定位脳手術での精度検証作業ができなくなり全体として研究に遅延が生じたため、未使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
旅費は、脳神経外科学会学術集会（2015年10月予定）および日本定位機能神経外科学会（2016年1月予定）での成果発表に用いる。物品費は、論文や資料印刷のトナーダーに充当する。その他経費は、英文校閲料とポスター制作費等に充当する。
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