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2016 年度 実績報告書

多元計算解剖モデルと生体質感造形技術を融合した高度知能化治療支援システムの確立

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 15H01122
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

杉本 真樹  国際医療福祉大学, 医療福祉学研究科, 准教授 (70398733)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード手術ナビゲーション / 3Dプリンター / 生体質感造形
研究実績の概要

当研究代表者が発明した生体の構造と触感・質感を立体再現する特許技術, 生体質感造形(特許第52039037号,特許名称:3次元造形モデル作製方法および医療・医学・研究・教育用支援ツール)を応用し, 多元的計算解剖モデルをさらに強化補完し臨床展開するため, 医用画像情報からの臓器の構造と経時的変化, および臓器の物体特性(軟らかさ, 湿潤, 変形)の質感情報から人体機能を理数的に解析し,統計数理的モデルを構築した. 計算解剖モデルの直感性とユーザビリティの向上のため, CAD・CAM技術と3D造形成形技術にて形状と機能を同時に可視化・可触化し, 誰でも容易に理解できるような視覚と触覚を融合した分野横断的な多元モデル(将来手術支援加算可能な臓器立体モデルとシミュレータ)を創出した.
さらに診断治療手技を動作解析する. 3Dスキャナ/赤外線磁場三次元計測装置を用い, 手術中の実時間臓器形状データを,生体動物実験および実臨床で計測した. 人体解剖位置情報と手術時の臓器形状, 挙動変化とビデオ映像の画像認証で比較検証し, よりリアルタイムに医師の手技プロセス, 手技の難易度, 機器使用の適切さ, モデルの整合性を評価した.これら結果を統合し, 診断治療を安全・正確・低侵襲・効率的に実施する支援・教育システムを確立し評価, 実践, 臨床応用した.
これらの成果を国内外の学会、論文等で報告した。その一部の成果により、VR Creative Award 2016 優秀賞(2016.6)、日本コンピュータ外科学会2015年度CAS Young Investigator Award シルバー賞(日立賞)(2016.11.26)、Microsoft Innovation Award 優秀賞 (2017.3.22)、第58回科学技術映像祭優秀賞 (2017.4)を受賞した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional printing and biotexture modeling for preoperative simulation in living donor liver transplantation for small infants.2016

    • 著者名/発表者名
      Soejima Y, Taguchi T, Sugimoto M, Hayashida M, Yoshizumi T, Ikegami T, Uchiyama H, Shirabe K, Maehara Y.
    • 雑誌名

      Liver Transpl

      巻: 22 ページ: 1610-1614

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patient-Specific 3D Printed Kidney Designed for "4D" Surgical Navigation-a Novel Aid to Facilitate Minimally Invasive Off-Clamp Partial Nephrectomy in Complex Tumor Cases.2016

    • 著者名/発表者名
      Komai Y, Sugimoto M, Gotohda N, Matsubara N, Kobayashi T, Sakai Y, Shiga Y, Saito N.
    • 雑誌名

      UROLOGY

      巻: 91 ページ: 226-233

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自己投射性と双方向性を実現したvirtual realityと仮想ホログラフィー拡張現実による没入型手術ナビゲーション2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹, 志賀淑之 , 安部光洋 , 亀山周二 , 東健.
    • 雑誌名

      日本外科学会雑誌

      巻: 117 ページ: 387-394

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 仮想現実VR, 拡張現実AR, プロジェクションマッピング, ホログラフィーによる人間中心設計HCDに基づく肝胆膵手術支援2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹,東 健
    • 雑誌名

      手術

      巻: 70 ページ: 169-175

  • [雑誌論文] ウェアラブル機器と仮想現実VR の可能性:「情報が身の回りにある」メリットを医療現場にどう生かすか?2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹
    • 雑誌名

      Japan Medical Society

      巻: 230 ページ: 26-27

  • [雑誌論文] VR・AR・MR における三次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性の比較による個別化医療手術支援の最適化2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹,志賀淑之,安部光洋,齊川周,東健
    • 雑誌名

      日本コンピュータ外科学会誌J JSCAS

      巻: 18 ページ: 278-279

    • 査読あり
  • [学会発表] Integration of patient-based immersive virtual reality, holographic augmented reality, and bio-elastic 3D organ printing for image guided laparoscopic surgery Emerging technology2017

    • 著者名/発表者名
      Maki Sugimoto
    • 学会等名
      SAGES 2017 米国消化器内視鏡外科学会2017 Annual Meeting Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons
    • 発表場所
      Houston, TX USA
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Immersive VR, AR, MR, and holography surgical navigation using VR-HMD, VIVE, Oculus, Google Tango, zSpace, and HoloLens2017

    • 著者名/発表者名
      Maki Sugimoto
    • 学会等名
      SAGES 2017 米国消化器内視鏡外科学会2017 Annual Meeting Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons
    • 発表場所
      Houston, TX USA
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 患者個別全天球立体視画像と没入型頭位追従拡張現実HMDによる腹腔鏡・ ロボット支援内視鏡手術支援2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹 志賀 淑之
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [学会発表] 鉗子先端装着型超小型細径LED内視鏡の開発による拡大近接斜視効果の検討2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [学会発表] 超小型細径LEDカメラによるモバイル腹腔鏡システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [学会発表] VR・AR・MRにおける三次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性の比較による個別化医療手術支援の最適化に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹, 東 健
    • 学会等名
      第25回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
  • [学会発表] Wet-3Dプリンタ生体質感臓器レプリカとホログラム拡張現実感を融合した可触化VR手術シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹, 東 健
    • 学会等名
      日本消化器関連学会JDDW2016 日本消化器外科学会・日本消化器病学会・日本肝臓学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-11-04 – 2016-11-05
  • [学会発表] Virtual reality3要素(3次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性)を伴うヘッドマウント型手術支援・教育システム2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹, 東 健
    • 学会等名
      日本消化器関連学会JDDW2016 日本消化器外科学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-11-04 – 2016-11-05
  • [学会発表] 医療Virtual Realityにおける空間性・実時間相互作用性・自己投射性と生体質感臓器立体モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹
    • 学会等名
      第52回日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-16 – 2016-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Wearable augmented reality image guided navigation using laser retina projection eyewear in laparoscopic surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Maki Sugimoto
    • 学会等名
      欧州内視鏡外科学会世界大会 24th International congress of the EAES
    • 発表場所
      Amsterdam
    • 年月日
      2016-06-15 – 2016-06-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 人間の能力を拡張するVR シミュレーション医療2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 真樹
    • 学会等名
      ITヘルスケア学会第10回記念学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-21 – 2016-05-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D image application for preoperative simulation and surgical training2016

    • 著者名/発表者名
      Maki Sugimoto
    • 学会等名
      第24回アジア心臓血管・胸部外科学会ASCVTS 2016 24th Annual Meeting of Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-04-06 – 2016-04-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] VR/AR 医療の衝撃2017

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹
    • 総ページ数
      96
    • 出版者
      ボーンデジタル
  • [図書] 医用画像3Dモデリング・3Dプリンター活用実践ガイド2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      技術評論社
  • [図書] 「バイオ・医療への3Dプリンティング技術の開発最前線」P77-85,BIOTEXTURE生体質感造形技術によるバイオ触感実物大臓器立体モデルを用いた外科手術支援と生体反応シミュレーション教育2016

    • 著者名/発表者名
      杉本真樹
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      (株)シーエムシー・リサーチ

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公開日: 2018-01-16  

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