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2012 年度 実施状況報告書

医用画像と実画像を融合させた手術シミュレーションの臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 24791488
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) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード脳神経外科学 / コンピュータグラフィックス / 医用画像 / 複合現実 / 仮想現実
研究概要

当該研究の平成24年度の目標は、医用画像データを用いた融合3次元コンピュータグラフィックスの構築における自動化を中心とした画像処理方法の開発とその臨床応用であったが、概ね予定通り達成した。具体的には、画像処理ソフトウェア(Avizo)上で正規化相互情報量法の初期値を設定方法、セグメンテーション方法、2D/3Dレジストレーション法を開発し、更に一部を自動化させる手法の開発に成功した。提案手法による画像処理方法によって、DICOMデータとして出力した全ての医用画像の自動融合し、医用融合3次元コンピュータグラフィックスの構築時間の大幅な短縮が達成できた。提案手法によるコンピュータグラフィックスを用いた手術検討は、平成24年度までに、東京大学医学部付属病院脳神経外科にて471症例に臨床応用された。2D/3Dレジストレーション方法は薄板スプライン変換を応用したもので、本法により、実空間(術中脳表写真)とワークステーション上のコンピュータグラフィックとの融合に成功した。現実空間を融合させたコンピュターグラフィックスの術前検討は、同病院にて8症例に臨床応用され、その有用性に関する論文を作成中である。
当該研究に関する平成24年度の成果発表は下記の通りで、いずれも予想以上の結果であった。国内学会発表11回、国際学会発表2回、国内招待講演1回、英語論文4本、日本語論文2本。また現在投稿中のものは、英語論文3本、日本語論文2本である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

医用融合3次元画像の構築過程における自動化や、その他の様々な工夫によって、計画以上の臨床症例において本法による融合3次元画像の術前検討が可能になり、それらの有効性を示す結果を多数得られた。平成24年度研究計画では100症例に臨床応用する予定であったが、実際には平成24年3月31日までに471症例に臨床応用された。研究発表に関しては、平成24年4月から平成25年3月までの間に、国内学会発表11回、国際学会発表2回、国内招待講演1回、英語論文4本、日本語論文2本を発表した。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、拡張現実法を用いた脳神経外科手術シミュレーション装置の開発を行う。また、平成24年度に引き続き提案手法による医用融合3次元コンピュータグラフィックスの臨床応用データを蓄積していき、適宜学会や論文で発表する。

次年度の研究費の使用計画

上記手術シミュレーション開発に使用するワークステーションやその他の周辺機器の購入、学会発表、論文投稿にかかる費用(別刷り、英文校正など)に対して使用予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 3D analysis of the angioarchitecture of spinal dural arteriovenous fistulas with special reference to intradural retrograde venous drainage system2012

    • 著者名/発表者名
      Takai K, Kin T, Oyama H, Shojima M, Saito N
    • 雑誌名

      J Neurosurg Spine

      巻: 18 ページ: 398-408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-resolution method with increased matrix size can characterize small arteries around a giant aneurysm in three dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshino M, Kin T, Shojima M, Nakatomi H, Oyama H, Saito N
    • 雑誌名

      Br J Neurosurg

      巻: 26(6) ページ: 927-928

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new strategic neurosurgical planning for brainstem cavernous malformation using an interactive computer graphics with multimodal fusion images2012

    • 著者名/発表者名
      Kin T, Nakatomi H, Shojima M, Tanaka S, Ino K, Mori H, Kunimatsu A, Oyama H, Saito N.
    • 雑誌名

      J Neurosurg

      巻: 117 ページ: 78-88

    • DOI

      10.3171/2012.3.JNS111541

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double independent spinal dural arteriovenous fistulas at the thoracic spine2012

    • 著者名/発表者名
      Hanakita S, Takai K, Kin T, Shojima M, Saito N.
    • 雑誌名

      Acta Neurochir (Wien)

      巻: 154 ページ: 1157-1158

    • DOI

      10.1007/s00701-012-1366-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高精細融合3次元画像を用いた脳血管障害手術シミュレーションの構築手法の工夫と手術戦略上の利点2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、吉野 正紀、庄島 正明、今井 英明、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 雑誌名

      The Mt. Fuji Workshop on CVD

      巻: 30 ページ: 104-108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 聴神経腫瘍の術前検討に必要な顔面神経の検出 ―セグメンテーション困難領域に於けるセグメンテーションの工夫―2012

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 雑誌名

      VR医学

      巻: 10 ページ: 27-34

    • 査読あり
  • [学会発表] 頭蓋底画像診断における融合3次元画像の有用性2013

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第36回日本脳神経CI学会総会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130222-20130223
  • [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックスを用いた内視鏡下頭蓋底手術シュミレーションの有用性2013

    • 著者名/発表者名
      中川大地, 辛正廣,金太一,吉野正紀,小山博史,斉藤延人
    • 学会等名
      第36回日本脳神経CI学会総会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130222-20130223
  • [学会発表] The usefulness of realistic virtua operation field in patients with skull base disease2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yoshino, Taichi Kin, Hirofumi Nakatomi, Hiroshi Oyama, Nobuhito Saito
    • 学会等名
      The 23rd Annual North American Skull Base Society Meeting
    • 発表場所
      Florida
    • 年月日
      20130216-20130218
  • [学会発表] 時空間を統合した3次元コンピュータグラフィックスによる脳動静脈奇形の治療戦略2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、吉野 正紀、花北 俊哉、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第71回学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121016-20121018
  • [学会発表] トラクトグラフィーによる聴神経腫瘍神経描出率向上の検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第71回学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121016-20121018
  • [学会発表] Virtual reality surgical simulation on cerebral vascular disease by three-dimensional computer graphics using multimodal fusion image2012

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kin, Masanori Yoshino, Hirofumi Nakatomi, Hiroshi Oyama, Nobuhito Saito
    • 学会等名
      11th Japanese & Korean Friendship Conference on Surgery for Cerebral Stroke
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      20120913-20120915
  • [学会発表] 融合3次元画像を用いた脳腫瘍手術シミュレーションにおける脳神経描出の精度向上と術後転帰との相関について2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、吉野 正紀、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第17回日本脳腫瘍の外科学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120907-20120908
  • [学会発表] 高精細融合3次元画像を用いた小脳橋角部腫瘍の術前シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第17回日本脳腫瘍の外科学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120907-20120908
  • [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックス技術を駆使した脳神経外科シミュレーションの有用性と課題2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、吉野 正紀、斉藤 延人、小山 博史
    • 学会等名
      第12回日本VR医学会学術大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20120825-20120825
  • [学会発表] 頭蓋底外科治療における高精細融合3次元画像を用いた手術シミュレーションの利点2012

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第12回日本VR医学会学術大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20120825-20120825
  • [学会発表] コンピュータグラフィックスによる手術シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、小山、博史、吉野 正紀、庄島 正明、辛 正廣、中冨 浩文、斉藤 延人
    • 学会等名
      第32回日本脳神経外科コングレス総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120511-20120513
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元コンピュータグラフィックス技術を駆使した脳血管障害における画像診断及び手術戦略上の利点2012

    • 著者名/発表者名
      金 太一、吉野 正紀、中冨 浩文、庄島 正明、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第37回日本脳卒中学会総会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120426-20120428
  • [学会発表] 脳動脈瘤における高精細融合3次元画像を用いた手術シミュレーションの利点2012

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀、金 太一、中冨 浩文、庄島 正明、小山 博史、斉藤 延人
    • 学会等名
      第37回日本脳卒中学会総会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120426-20120428

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公開日: 2014-07-24  

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