磁場誘導方式による微小肺腫瘍手術ナビゲーションシステムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557110
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 島田 順一 京都府立医科大学, 医学部, 助手 (60315942)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 文昭 (株)フォトン, 研究開発部, 部長 ; 遠藤 政治 住友特殊金属(株), マグネット応用開発部, 部長 ; 川上 誠 住友特殊金属(株), 技術開発部, グループ長 ; 山本 裕 京都大学, 大学院・情報学, 教授 (70115963)
• Keywords: 磁石 / 磁場誘導 / ナビゲーション / 鉗子 / 手術 / 微小肺癌 / 磁場センサ / LINUX JAVA

Research Abstract

1)微小病変部に刺入する発信機に使用する新磁性体開発
磁性体を後述する特殊なセンサにより、マーカー磁石から発信された信号を、とらえて信号処理し、これを解析して、マーカーの位置を特定する。この目的に応じて、世界最高の保磁性能を持つ、NeoMAx50を2×2×5ミリに切り出し、マーカー用の標準磁性体とした。
2)発信機との距離を計測できるマイクロ磁場センサを備えた手術用鉗子類、
手術操作に使用する鉗子類の尖端に平成12年度に住友特殊金属(株)とともに新規に開発したフラックスゲート式3次元磁気センサを、三次元方向に2組設置し、手術操作時に発信機(病変部近傍に留置)からの磁気信号を受信する。2組のセンサ群を装備することで、リアルタイムに、地磁気の影響を差分して消去することが、可能になった。現状では、このセンサを3本試作開発し、この3本のデータを正三角柱に設置した。現状では、このシステムの評価を行った。
4)Real time NavigationのためのLinux上での磁場逆問題解析プログラムの開発
信号強度・方向から発信機(磁石)の3次元的位置を算出し、発信機及び鉗子、staplerの位置情報を内視鏡手術時のモニターの画像上に重ねて表示する。このような、プログラムを将来の汎用性を念頭に、LINUXとJAVAを組み合せて、開発した。現在は、この組み合わせで、ほぼ、認容できる時間的な遅れの範囲で、磁石の位置を特定して、追尾できる精度で動いている。しかし、ながら、かなり早いと指の動作などに追随できるまでではない。今後は、特定の目的を達成するには、プログラムを機械語で書く必要がある。
5)腫瘍マーカー位置の画面へのスーパーインポーズ
大阪大学大学院工学研究科の西川敦先生を研究分担者に得て、実際の空間の位置の情報を、2次元の表示装置の上に投影し、実際の内視鏡手術の際に、術者が、腫瘍の位置を視認しながら、手術を進めていけるように、表示の情報の種類や、表示速度を調製中である。

Research Products

• [Publications] Junichi Shimada, Makoto Kawakami, Seiji Endoh, Fumiaki Ikeda, et al.: "The basis of magnetic navigation system for surgery, Computer Assisted Radiology and Surgery 2002"the 16th International Congress and Exhibition. 10. 1088 (2002)