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脳神経手術シミュレーションシステムに関する研究

神经外科模拟系统研究

基本信息

批准号：
09771062
负责人：
和田淳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は脳神経外科疾患において、CT、MRIの二次元画像からcomputer graphicsの技法を用いて三次元画像を構築し、仮想的に頭蓋内構造を表現することで、脳室内や頭蓋底における手術シミュレーションシステムの開発を行ってきた。平成9年度においては、神経内視鏡手術を前提とした脳室系の三次元表示を中心に、surface rendering法の特徴を利用したphotorealisticな画像の作成や、VRML(virtual realitymodeling language)を用いたreal time renderingの応用に関して研究したが、本年度はこれを基盤として顕微鏡下手術のシミュレーションを目標に、頭蓋底の仮想モデルを構築する研究を行った。頭蓋底を表現するためには頭蓋内構造ばかりでなく、頭蓋骨、頭皮を含めた頭部の情報が全て含まれていることが必須となる。3D-CTは神経や脳表の描出が不充分であり、またMRI画像を用いた三次元再構成では骨の情報が欠落している。そこでcomputer graphicsの技法を用いて、CTから抽出した頭蓋骨の情報とMRIより得た脳表、脳神経、血管系のデータを合致させた三次元仮想頭蓋底モデル(electric skull base)を作製する手法を考案した。これにより、複数の開頭法やアプローチによる視野の差異などを術前に表現することができ、詳細な術前検討が行えるようになった。更には実際の術中視野に近似したsimulation画像の描画が可能なことから、術者のimage trainingという目的には大変有用である。本手法は手術トレーニングに応用することも良い適応であり、将来operation simulatorへの発展が期待できるものである。

We have developed techniques for computer graphics in neurosurgery, CT, MRI, and the construction of three-dimensional images. In 2009, the research on the application of VRML(virtual reality modeling language) in the three-dimensional representation of the room system, the center, the surface rendering method and the photorealistic rendering method was carried out. The bottom of the skull is covered with the structure of the skull, skull and scalp, and the information of the head is included. 3D-CT images are not fully displayed in the brain, MRI images are reconstructed in three dimensions, and bone information is insufficient. The technique of computer graphics is used in the study of CT and MRI to extract skull information and MRI to obtain skull information, nerve and vascular information. The difference in visual field between the two groups is pre-operative and detailed. In addition, the visual field of the operation is similar to that of the simulation. The drawing of the image is possible. The image training of the operator is useful. This method is suitable for operation simulator development.