Development of the next-generation microendoscopic spine surgery navigation system

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K10418
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: Nakao Shin-ichi 和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (90405431)
• Research Collaborator: Takemura Tomoaki
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ナビゲーションシステム / 脊椎内視鏡 / シミュレーター / 画像支援システム

Outline of Final Research Achievements

The next-generation microendoscopic spine surgery navigation system using a virtual endoscopy image was developed. Using existing navigation system StealthStation S7 (Medtronic Navigation, Louisville, CO, USA), our endoscopic surgery simulator Plissimo 2000 (KONICA MINOLTA JAPAN, Inc. Tokyo, Japan) got positional information of the endoscope of the MED system and created virtual endoscopy image. As a result, we confirmed that the drill on the virtual endoscopy synchronized with the real drill in the surgery using lumbar spine model (SAWBONES). The rate of concordance between the virtual image and real image using Dice Similarity Coefficient was 87% to 95%. Therefore we can check the progress of osteotomy in a real surgery by the virtual endoscopic navigation.

Free Research Field

整形外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脊椎後方内視鏡手術は患者への侵襲が小さい反面、小さい術野と斜視境独特の視野から術中のオリエンテーションの把握が困難となる場合がある。今回開発した仮想内視鏡ナビゲーションでは、内視鏡および処置具の位置情報を既存のナビゲーションシステムから内視鏡手術シミュレーターに転送することで、仮想内視鏡においても、実際の手術と同時進行していくものである。そのためリアルタイムに骨切除の進行具合を確認することが可能であり、熟練医でなくても計画どおりに手術を行うことができる。