画像誘導による軟性臓器変形に実時間対応可能な穿刺ロボットの開発

开发可利用图像引导实时处理软器官变形的穿刺机器人

• 批准号: 04F04040
• 负责人: 土肥 健純
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04040/
• 关键词: 臓器運動補償; 脳変形; 術中MRI; 手術ナビゲーション

本研究では移動と変形を持つ代表的な軟性臓器である脳と心臓に対してその動きを補償し、患部への正確なアプローチが可能な手術支援システムを開発してきた。臓器別に分け詳細を述べると次のとおりである。(1)術中MRIを用いた脳腫瘍切除ナビゲーションシステム脳は腫瘍切除のため開頭手術を行なう際、開頭後のそして切除過程において大きく変形することがわかっている。したがって、術前診断画像のみを参考にした場合、腫瘍の正確な切除が困難な問題がある。近年術中MRI装置が導入され、開頭後脳変形が起こった後にMR撮像できるようになった。本研究では術中に撮像されたMR画像を用いて、現在の腫瘍と手術器具の位置をナビゲーションモニター上に表示し、正確な腫瘍切除を支援する技術を開発した。特に、手術器具の軌跡を記録したログデータを分析する独自の方法を用いて、腫瘍においてすでに切除された領域と今後切除すべき領域を三次元モデルとして表示し、腫瘍切除率を向上できるシステムを構築した。後ろ向き調査4例と臨床データ実験1例を通してその有効性を確認し、2編の学会論文を発表(予定)している。(2)超音波画像誘導による心臓手術支援システム超音波画像は一般的にMR画像より、コントラストは落ちるが、リアルタイム性が高く、心臓の手術には適合している。本研究では胆嚢の呼吸性運動を補償した既存研究をさらに発展させ、拍動による動きを補償できる画像処理技術を開発した。これは心臓を止めることなく穿刺を行なう手術システムの一部として用いることができる。ボランティアの心臓超音波画像を用いた実験でその可能性を確認しており、現在精度とロバスト性を高めるため、アルゴリズムの改善を行なっている。

This study aims to develop a flexible device that can be used to compensate for the movement of the affected part and to provide possible surgical support. The details of the equipment are described in detail. (1)Intraoperative MRI is used to remove tumors from the body during and after surgery. For example, it is difficult to remove the tumor correctly when the preoperative diagnostic image is used as a reference. In recent years, intraoperative MRI equipment has been introduced, and the initial shape has changed. This study is aimed at developing techniques for intraoperative imaging, surgical instrument positioning, and accurate tumor resection support. Special, surgical instrument trajectory analysis, independent method of use, tumor selection, resection, future resection, three-dimensional, tumor resection rate, upward construction In the future, 4 cases of investigation and 1 case of clinical data testing were conducted to confirm the effectiveness of the report, and 2 editions of the society papers will be published (predetermined). (2)Ultrasound imaging induction cardiac surgery support ultrasound imaging is generally MR imaging, imaging, cardiac surgery is suitable. This study is aimed at developing a new technology for image processing based on existing research on respiratory motion compensation. A part of the operation is to be performed. The possibility of using ultrasonic images of the heart is confirmed, and the accuracy of the images is improved.

项目成果

術中における腫瘍の残存領域の三次元表示

手术中残留肿瘤区域三维显示

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第13回日本コンピュータ外科学会大会論文集
• 作者: 洪 在成;村垣 善浩;猪股 崇;中村 亮一;波多 伸彦;土肥 健純;伊関 洋
• 通讯作者: 伊関 洋

4D Realtime Updating Neuronavigation System-Procedure Logger and 4D Visualization-

4D 实时更新神经导航系统-程序记录器和 4D 可视化-

• 发表时间: 2004
• 期刊: The 5th Congress for Asian Society of Stereotactic, Functional and Computer Assisted Neurosurgery
• 作者: Ryoichi Nakamura;Jaesung Hong;Yoshihiro Muragaki;Takashi Inomata;Nobuhiko Hata;Takeyoshi Dohi;Hiroshi Iseki
• 通讯作者: Hiroshi Iseki

Intraoperative 3-D Display of Tumor Resection Status based on the Trace of Surgical Device

术中基于手术器械轨迹的肿瘤切除状态3D显示

• 发表时间: 2005
• 期刊: The 6^<th> Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (発表予定)
• 作者: Jaesung Hong;Yoshihiro Muragaki;Takashi Inomata;Ryoichi Nakamura;Nobuhiko Hata;Takeyoshi Dohi;Hiroshi Iseki
• 通讯作者: Hiroshi Iseki