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2014 年度 実績報告書

拡張内視鏡イメージング-構造・力学特性を反映した三次元画像と実世界の融合

研究課題

研究課題/領域番号 24680059
研究機関京都大学

研究代表者

中尾 恵  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (10362526)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード医用画像処理 / 外科手術支援 / 可視化 / 臓器変形 / 拡張現実感 / 生体医工学
研究実績の概要

本研究では,術野の狭さや臓器変形が処置に影響を与える高難易度の手術を対象として,術者に臓器の内部構造や軟組織の裏に隠れた血管や神経の透視イメージを提供する拡張内視鏡イメージング法を開発を目的としている.最終年度では,これまでに取り組んできた術前計画,拡張内視鏡画像生成アルゴリズムを実装し,拡張内視鏡手術支援システムを試作した.また,症例データを複数適用して臨床現場への導入を想定した検証を行った.研究実施計画における各項目に対する成果は以下の通りである.

(7) 拡張内視鏡手術支援システムの試作: 術具と内視鏡先端の位置及び姿勢をリアルタイムに計測し,その履歴情報に合わせて三次元画像を更新することによって,術中の臓器に対する変形操作や骨組織に対する切削を反映した手術支援情報の提示を可能とする試作システムを構築した.拡張内視鏡画像の生成過程において,内視鏡画像の画素値の局所的シフトを用いることによって,内視鏡画像の劣化を抑えた手術支援情報の提示を可能とした.

(8) 試作システムの術中支援における試用試験: 胆管膵・移植外科における肝臓がん切除術の計画及びナビゲーションを想定した検証を行い,三次元CT画像を用いて臓器変形を伴う術中の切離プロセスの進展に伴って出現する脈管構造の可視化を実現した.また、実験協力者の参加の下,整形外科における脊柱管狭窄症や椎間板ヘルニアに対する内視鏡下脊椎後方手術を想定した検証を行った.開発システムを通した切削完了までの残りの切削量の重畳可視化によって,従来の支援方法と比較して,切削に要する時間が短縮され,より正確な切削に繋がることが確認された.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Volumetric Fibular Transfer Planning with Shape-Based Indicators in Mandibular Reconstruction2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, M. Hosokawa, Y. Imai, N. Ueda, T. Hatanaka, T. Kirita and T. Matsuda
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

      巻: 19 ページ: 581-589

    • DOI

      10.1109/JBHI.2014.2320720

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interactive Visual Exploration of Overlapping Similar Structures for Three-dimensional Microscope Images2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, S. Takemoto, T. Sugiura, K. Sawada, R. Kawakami, T. Nemoto and T. Matsuda
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 15 ページ: 415

    • DOI

      10.1186/s12859-014-0415-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualizing in vivo Brain Neural Structures Using Volume Rendered Feature Spaces2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, K. Kurebayashi, T. Sugiura, T. Sato, K. Sawada, R. Kawakami, T. Nemoto, K. Minato and T. Matsuda
    • 雑誌名

      Compters in Biology and Medicine

      巻: 53 ページ: 85-93

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2014.07.007

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heart Modeling of Congenital Heart Disease Based on Neonatal Echocardiographic Images2014

    • 著者名/発表者名
      R. Haraguchi, M. Nakao, K. Kurosaki, M. Iwata, K. Nakazawa, K. Kagisaki and I. Shiraishi
    • 雑誌名

      Advanced Medical Engineering

      巻: 3 ページ: 86-93

    • DOI

      10.14326/abe.3.86

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Resection Process Modeling Based on 3D Images2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, K. Taura and T. Matsuda
    • 学会等名
      Proc. Medical and Biological Imaging
    • 発表場所
      Osaka University (Osaka)
    • 年月日
      2015-03-14
  • [学会発表] A Study on Semi-automatic Fibular Transfer Planning in Mandibular Reconstruction2015

    • 著者名/発表者名
      S. Aso, M. Nakao, K. Imanishi, Y. Imai, N. Ueda, T. Hatanaka, T. Kirita and T. Matsuda
    • 学会等名
      Proc. Medical and Biological Imaging
    • 発表場所
      Osaka University (Osaka)
    • 年月日
      2015-03-14
  • [学会発表] Estimation of External Forces Using Local Displacement of Elastic Body2015

    • 著者名/発表者名
      R. Sakata, M. Nakao and T. Matsuda
    • 学会等名
      Proc. Medical and Biological Imaging
    • 発表場所
      Osaka University (Osaka)
    • 年月日
      2015-03-14
  • [学会発表] 外科手術プロセスの対話型可視化ソフトウェア2015

    • 著者名/発表者名
      中尾 恵
    • 学会等名
      メディカルジャパン
    • 発表場所
      インテックス大阪 (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-02-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 三次元画像に基づく手術プロセスの可視化と時系列分析2014

    • 著者名/発表者名
      中尾 恵
    • 学会等名
      第9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)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 手術時の切削による形状変化を反映した重畳可視化法の提案2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤 翔大, 中尾 恵, 今西 勁峰, 木岡 雅彦, 吉田 宗人, 松田 哲也
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] 手指による実物体の押し込み操作を入力とする力学シミュレーションシステム2014

    • 著者名/発表者名
      妹尾 昌幸, 中尾 恵, 松田 哲也
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [備考] Official Home Page

    • URL

      http://www.bme.sys.i.kyoto-u.ac.jp/~meg/index.html

  • [備考] LiveVolume: Volume rendering software

    • URL

      http://www.livevolume.com/

  • [産業財産権] 医用画像表示装置、医用画像表示方法、及びプログラム2015

    • 発明者名
      中尾 恵, 竹村 知晃
    • 権利者名
      中尾 恵, 竹村 知晃
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-49873
    • 出願年月日
      2015-03-12

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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