バーチャル脳モデルを用いた脳障害および手術支援シミュレーションの開発

使用虚拟大脑模型开发脑损伤和手术支持模拟

• 批准号: 16659381
• 负责人: 高橋 英明
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659381/
• 关键词: 手術支援; バーチャル脳; シミュレーション; 脳腫瘍; 脳血管障害; 頭部外傷; 開頭手術; 生体物性

脳腫瘍、脳血管障害、頭部外傷により脳は変形し、歪みを生ずる。また、脳の手術において今やナビゲーションシステムは必須アイテムとなったが、開頭時における脳の落ち込みや変形に対応できるものはない。本研究は、バーチャル脳モデルを用い、脳損傷や脳手術における脳の変形をシミュレートすることを目標に進められた。昨年度は、脳損傷生成メカニズムを単純化するために頭部外傷、特に衝突時の検討を行った。頭部全体を18cmの球状にした三次元モデルを作り、骨、脳脊髄液、脳の3組織に単純化し衝突時のスピード変化における解析を行った。また、衝突実験を加えた検証に進むとともに、衝突モデルでなく開頭手術モデルを用いて、脳の落ち込みや変形計算を行えることも確信した。本年度は、我々がこれまで行ってきた二次元有限要素解析法を用いたコンピュータ温度シミュレーションの手法と同様な手順で、脳組織の生体物性値を大気圧、外力、髄液流出の状況下での変化を検討を行った。悪性脳腫瘍に対するハイパーサーミアを行う際に用いるコンピュータシミュレーションを開頭手術において応用すべく計算を繰り返したが、生体熱物性式から計算されている情報のため十分な脳の変形や歪みを計算することができず、実際の開頭手術における脳実質および腫瘍、浮腫などの環境の生体情報がやはり必要と考えられた。特に本年度は神経膠腫の開頭手術時に蛍光色素であるFluorescein Naを投与して物性値を測定する機会があり、今後シミュレーションソフトにより正確な値が用いられるものと考えられた。同時に開頭手術時の脳のシフトは5mmから最大2cmまで変化しており、大半が髄液の排出と重力による変形が加わったものと判明した。十分な結果が出せず、当初予定したシミュレーションソフトの完成こそ達成できなかったが、多くの知見が得られ、今後更にバーチャル脳を用いた脳変形のシミュレーションが発展するものと確信する。

Swelling, vascular damage, head injury, heart failure, etc. In addition to the above, it is also necessary for the operation to be carried out in a timely manner. The purpose of this study is to improve the quality of medical care and improve the quality of medical care. Last year, the head injury and special conflict were discussed. The whole head is 18cm in diameter, and the three dimensions of the head, bone, spinal fluid, and tissue are purified and analyzed. For example, if you want to use a computer, you can use a computer. This year, we will discuss the transformation of biological properties of tissues under high pressure, external force and fluid outflow conditions by using the two-dimensional finite element analysis method. In the case of sex and swelling, the information on sex and swelling, edema and environmental biological information is necessary for the initial operation. In particular, this year's initial surgery for the use of fluorescent pigments and properties of the opportunity to determine the future of the use of fluorescent pigments At the same time, when the operation starts, the diameter of the needle is 5mm, the maximum diameter is 2 cm, and the diameter of the needle is 5 mm. Most of the needles are discharged, and the shape of the needle is increased. The result is that the original plan is complete, the knowledge is acquired, and the future plan is developed.

项目成果

深部癌の非接触温熱療法を目的とした空洞共振器アプリケータの設計・試作(第2報:試作加湿システムによる寒天ファントムの加温実験)

用于深部癌症非接触热疗的腔体谐振器涂抹器的设计和原型（报告二：使用原型加湿系统的琼脂体模加热实验）

• 发表时间: 2004
• 期刊: 設計工学 39(4)
• 作者: Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N;宇塚岳夫;高橋英明;藪原忠雄;高橋 英明;加藤 和夫;Uzuka T;Aoki H;加藤 和夫
• 通讯作者: 加藤 和夫

Basal ganglion hamartoma in a patient presenting with precocious puberty

性早熟患者的基底神经节错构瘤

• 发表时间: 2005
• 期刊: Brain Tumor Pathol 22
• 作者: Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N
• 通讯作者: Genkai N

バーチャル脳モデルを用いた脳損傷の動的シミュレーション

使用虚拟脑模型动态模拟脑损伤

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第17回バイオエンジニアリング後援会講演論文集
• 作者: Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N;宇塚岳夫;高橋英明;藪原忠雄;高橋 英明;加藤 和夫
• 通讯作者: 加藤 和夫

Stereotactic technique for radio-frequency antenna implantation for brain tumor treatment -Technical note and report of complications-.

脑肿瘤治疗射频天线植入立体定向技术-技术说明和并发症报告-。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J Jpn Hyperthermic Oncol 21
• 作者: Takahashi H

深部癌の非接触温熱療法を目的とした空洞共振器アプリケータの設計・試作(第3報:試作加湿システムによる人体形状寒天ファントムおよび動物の加温実験)

用于深部癌症非接触热治疗的腔体谐振器涂抹器的设计和原型（第三报告：使用原型加湿系统的人形琼脂模型和动物加热实验）

• 发表时间: 2004
• 期刊: 設計工学 39(11)
• 作者: Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N;宇塚岳夫;高橋英明;藪原忠雄;高橋 英明;加藤 和夫;Uzuka T;Aoki H;加藤 和夫;加藤 和夫
• 通讯作者: 加藤 和夫