3次元医用画像の変形処理技術を用いた手術シミュレーションおよび教育システムの開発

利用3D医学图像变形处理技术开发手术模拟及教育系统

• 批准号: 26861197
• 负责人: 田代 泰隆
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26861197/
• 关键词: 医用画像処理; 手術シミュレーション; 前十字靱帯再建術; 高位脛骨骨切り術; 人工膝関節置換術; 人工膝関節単顆置換術

3次元医用画像の変形処理技術による手術シミュレーションを用いて、前十字靭帯(ACL)再建術や高位脛骨骨切り術（HTO）などの仮想手術操作を行い、異なる手術方法がもたらす影響や結果を事前に評価・比較可能にする手術支援システムの開発を行った。本研究の特色として、術前CTやMRIの医用画像から再構成した3次元骨・軟骨モデルを用いて手術操作をシミュレーションし、単に術前画像提示の術前計画だけではなく、3次元CADモデルの骨孔掘削や骨切り後など形態の変化まで予測し、角度や距離、他組織との干渉や位置関係などを客観的(定量的)かつ視覚的に想定・評価できる点、同一症例に対する複数の手術方法を全く同条件で施行し比較可能である点があげられる。研究実績としては、ACL再建術での骨孔作製方法の違い(経脛骨・経ポータル・アウトサイドインの方法および各手技での膝角度やポータルの作り方の違いなど)による、骨孔設置位置の適不適や神経血管損傷合併リスクを比較検討し、学会と英語論文誌で報告した。HTOにおいて、Opening wedge法とClosing wedge法の脛骨近位部の形態変化の違いをコンピュータシミュレーションし、将来人工関節置換術に移行した場合の骨皮質とインプラント間の干渉予測を行って術式間で比較、学会へ報告した。人工膝関節単顆置換術の冠状面における変形矯正予備能と術後アライメントをストレスX線を用いて術前に予測できる方法を確立し、Tibia first cut techniqueと併用することで、術後アライメントを再現性よく獲得できることを英文誌に報告した。

Three dimensional medical portrait の - shaped 処 manage technology に よ る surgery シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て, former cross 靭 帯 (ACL) reconstruction surgery や high tibia bone cutting り technique (HTO) な ど の 仮 want to line operation を い, different な る surgical method が も た ら す に や results を advance appraisal of 価, were more likely to に す る operation support シ ス テ ム の open 発 を line っ た. This study の characteristic と し て portraits, preoperative CT MRI の や medical か ら reconstitution し た 3 dimensional bone, cartilage モ デ ル を with い て operation を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し, 単 に preoperative portrait prompt の preoperative plan だ け で は な く, 3 dimensional CAD モ デ ル の bone Kong Jue cut や bone after cutting り な の ど form - the ま で し, Angle や distance, to test his organization Masato と の dry involved や position is な ど を guest 観 (quantitative) か つ regards 覚 に scenarios, review 価 で き る points, two cases the same に す seaborne る plural の surgical method を full く で imposed し same conditions were more likely to で あ る point が あ げ ら れ る. Research be performance と し て は, ACL reconstruction surgery で の bone hole の violations い cropping method (経 tibial 経 ポ ー タ ル · ア ウ ト サ イ ド イ ン の way お よ び each manipulation で の knee Angle や ポ ー タ ル の be り の violations い な ど) に よ の る, bone hole position setting should be や god 経 vascular injury combined リ ス ク を beg し, learn to と English thesis compare 検 tzu で report し た . HTO に お い て, Opening wedge と Closing wedge method の proximal tibia department の morphology variations の violations い を コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し, future masato section arthroplasty に transitional し た occasions の bone cortex と イ ン プ ラ ン ト の dry を involved in test line between っ て comparison で operation, learn へ report し た. Artificial knee replacement の section masato 単 star coronal に お け る - shape correction can reserve と postoperative ア ラ イ メ ン ト を ス ト レ ス X-ray を with い て preoperative に be で き を る method establishing し, Tibia first cut Technique as と and す る こ と で, postoperative ア ラ イ メ ン ト を reproducibility よ く get で き る こ と を english-speaking volunteers に report し た.

项目成果

Closing Wedge Versus Opening Wedge Technique in High Tibial Osteotomy;Comparison of Proximal Tibia Deformity Using Computer Simulation

胫骨高位截骨术中闭合楔形与打开楔形技术；利用计算机模拟比较胫骨近端畸形

• 发表时间: 2014
• 作者: Kuwashima U;Tashiro Y;Okazaki K;Iwamoto Y;et al.
• 通讯作者: et al.

- UKAの現状と将来 - 適応の選択と計画したアライメントを実現する手術術式の工夫

- UKA的现状和未来 - 手术技术的适应症选择和创新以实现计划的对齐

• 发表时间: 2014
• 作者: Fujimoto M;Ohte S;Shin M;Yoneyama K;Osawa K;Miyamoto A;Tsukamoto S;Mizuta T;Kokabu S;Machiya A;Okuda A;Suda N;Katagiri T.;田代泰隆
• 通讯作者: 田代泰隆

膝離断性骨軟骨炎に対する年代別治療の実際とスポーツ復帰状況および治療成績 【主題】

膝关节剥脱性骨软骨炎各年龄组的实际治疗情况、恢复运动状况以及治疗结果[主题]

• 发表时间: 2014
• 作者: Tsukamoto S;Mizuta T;Fujimoto M;Ohte S;Osawa K;Miyamoto A;Yoneyama K;Murata E;Machiya A;Jimi E;Kokabu S;Katagiri T.;田代泰隆 岡崎 賢 岩本幸英
• 通讯作者: 田代泰隆 岡崎 賢 岩本幸英

高位脛骨骨切り術におけるコンピューターシュミレーションを用いた骨形態変化の比較ｰ Opening wedge法 vs Closing wedge法 ｰ

计算机模拟比较胫骨高位截骨术中的骨形态变化 - 打开楔形法与闭合楔形法 -

• 发表时间: 2014
• 作者: Fujimoto M;Ohte S;Osawa K;Miyamoto A;Tsukamoto S;Mizuta T;Kokabu S;Suda N;Katagiri T;桑島海人 田代泰隆 岡崎賢 岩本幸英ほか
• 通讯作者: 桑島海人 田代泰隆 岡崎賢 岩本幸英ほか

Femoral tunnel apertures on the lateral cortex in anterior cruciate ligament reconstruction : An analysis of cortical button fixation

前交叉韧带重建中外侧皮质上的股骨隧道孔：皮质纽扣固定的分析

• DOI: 10.1016/j.arthro.2014.03.004
• 发表时间: 2014
• 期刊: Arthroscopy
• 影响因子: 4.7
• 作者: Okazaki K;Matsubara H;Osaki K;Tashiro Y;Mizu-Uchi H;Hamai S;Doi T;Iwamoto Y
• 通讯作者: Iwamoto Y