新生児・小児における画像誘導下精密手術支援システムの開発

新生儿及儿童影像引导精准手术支持系统开发

• 批准号: 17700427
• 负责人: 家入 里志
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700427/
• 关键词: 手術シミュレーション; 手術ナビゲーション; Volumetry; 小児; 肝腫瘍; MD-CT; リアルタイムナビゲーション; 3次元モデル; 手術シュミレーション

術前に取得した3次元モデルを用い、光学式3次元位置センサを用いて術野を撮影するカメラのモニターの実画像にリアルタイム重畳表示するナビゲーション手術を小児の臨床例に試みた。症例は1才の女児で肝右葉の前後区域にまたがる肝芽腫であり、化学療法を2クール施行後、肝右葉切除を行った。手術前に撮影したMD-CTを用いた3次元画像により腫瘍の位置、脈管の走行、肝切除後の残肝容量が確認可能であったため血管造影は行わなかった。術中実画像にリアルタイム重畳表示するシステムは、光学式3次元位置計測装置、コンピュータ、光学式マーカ付きCCDカメラを使用した。全身麻酔導入後に術前のCT画像との位置あわせを体表から剣状突起と両側の肋骨弓下で行い、動脈と腫瘍の重畳表示を行った。次に開腹し肝表面が露出した後に腫瘍の重畳表示を行い肝後区域S6・S7を主座とする腫瘍の位置を確認した。肝門部の動脈処理を行う際にも3次元の動脈走行の重畳表示を行い、右肝動脈の処理の参考にした。最後に右肝動脈・右肝管・門脈右枝を完全に処理したのちに腫瘍の重畳表示を行い切除範囲に腫瘍が含まれることを確認した。今回のナビゲーションシステムは精度検証が必要であり、Registrationの際に生じる誤差のほかに、肝臓の呼吸性移動や変形が少なからず影響する可能性がある。しかしながら厳密な精度が求められる場合でなくても、腫瘍および脈管構造の可視化を手術操作前後の確認に用いることで小児領域、特に幼児でも十分有用であると考えられた。新生児症例にたいしても3次元モデルを作成し、術前に手術シミュレーションを行うことは可能であったが、気腹などによる変形が強く、リアルタイムナビゲーションは技術的に困難であり今後、呼吸性移動・臓器変形・気腹による変形を含めたシミュレーションが必要と考えられた。

我们尝试使用儿童使用手术前获得的3D模型进行导航手术，并使用光学3D位置传感器在相机监视器上实时显示图像，该摄像机显示器使用光学3D位置传感器捕获手术区域。该病例是一名1岁的肝母细胞瘤的女孩，横跨肝脏右叶的前后区域，在两种化疗后，进行了右叶切除术。没有进行血管造影，因为在手术前使用MD-CT进行的3D图像允许肿瘤位置，血管延伸和肝切除后残留的肝脏体积。实时叠加在实心手术图像上的系统是3D光学位置测量设备，计算机和带有光学标记的CCD摄像头。引入全身麻醉后，将位置调整为从身体表面，Xiphoid过程和两侧的肋骨弓的术前CT扫描，然后将动脉和肿瘤叠加。接下来，在剖腹手术打开并暴露肝表面后，肿瘤被叠加，肿瘤的位置（主要在肝后S6和S7）被证实。在肝柱中处理动脉时，还显示了三维动脉跑步作为处理右肝动脉的参考。最后，在右肝管，右肝管和右门静脉的完整加工后，将肿瘤叠加在表面上，以确认肿瘤包括在切除区域中。当前的导航系统需要准确验证，除了在注册过程中发生的错误，呼吸运动和肝脏变形可能会产生重大影响。但是，即使不需要严格的准确性，也认为，在手术程序前后，使用肿瘤和血管的可视化在小儿区域，尤其是在幼儿中都足够有用。可以在手术前为新生儿病例创建一个3D模型并进行手术模拟，但是由于气压和其他因素，它高度变形，并且在技术上很难实时导航，并且在未来需要通过呼吸运动，器官变形和变形在内的模拟。

项目成果

外傷性肺内異物(釘)-3次元画像を用いた手術シミュレーション-

肺部外伤性异物（钉子） -使用3D图像的手术模拟-

• 发表时间: 2005
• 期刊: 小児外科 37・8
• 作者: 家入里志;中辻隆徳;田口智章;水田祥代
• 通讯作者: 水田祥代

3D映像を用いた日韓遠隔ロボット手術の経験

日韩利用3D图像进行远程机器人手术的经验

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第14回日本コンピュータ外科学会大会/第15回日本コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集
• 作者: 家入里志;小西晃造;松本耕太郎;安永武史;荒田純平;高橋弘樹;Phongsaen Pitak watchara;中島直樹;清水周次;Young Soo Kim;Sung Min Kim;Joon-Soo Hahm;田上和夫;割澤伸一;光石衛;橋爪誠
• 通讯作者: 橋爪誠

New classification of hypoganglionosis : congenital and acquired hypoganglionosis.

神经节减退症的新分类：先天性和获得性神经节减退症。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J Pediatr Surg 41(12)
• 作者: Taguchi T;Masumoto K;Ieiri S;Nakatsuji T;Akiyoshi J
• 通讯作者: Akiyoshi J

手術支援ロボツトの現状と今後の展開 ロボ〒ィックサージャリー(コンピュータ支援)

手术支持机器人的现状及未来发展 机器人手术（计算机辅助）

• 发表时间: 2006
• 期刊: 整形外科最小侵襲ジャーナル誌 No39
• 作者: 家入 里志;橋爪 誠
• 通讯作者: 橋爪 誠

Analysis of endoscopic surgical skill training using the da Vinci^* surgical system - Comparison between medical doctors and robotics englneers -

达芬奇^*手术系统内窥镜手术技能训练分析 - 医生与机器人工程师的比较 -

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Japan Computer Aided Surgery 7・2
• 作者: Teiri S;Konishi K;Kakeji Y;Matsumoto K;Yasunaga T;Kinjo N;Yamaguchi S;Yoshida D;Kenmotsu H;Kawabe Y;Nakamoto M;Okazaki K;Tanoue K;Hashizume M
• 通讯作者: Hashizume M