三次元CT画像を術野に投影した拡張現実感表示による口腔外科手術支援システムの開発

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口腔領域は解剖学的に複雑な構造を有するため、歯および骨の三次元的な形態・位置・方向を立体的に把握することはきわめて重要であり、口腔外科手術においては、とくに三次元的な空間認識は欠かせない。本研究では、生体の内部構造、手術器具の位置、アプローチ方向を現実の術野に拡張現実感表示することにより、正確かつ安全な手術環境を構築することを目的とした。高精度3Dプリンタにて立体モデルを作成し、電動式骨手術器械にマーカーを取り付け、光学式トラッキングシステムにより位置を検出させた。目標点を定義した後、三次元CT画像および電動式骨手術器械の進入位置・角度・距離に関する情報を、実空間にリアルタイムを重畳表示し、目標点を見ながら切削し、標的位置誤差を評価した。三次元CT画像を立体映像として実空間に拡張現実感表示し、空間的な位置関係を立体的に理解することが可能であった。本システムの標的位置誤差は1mm以下と少なく、手術器具の位置やアプローチ方向を術野に立体表示することによりナビゲーションすることが可能であり、拡張現実感ナビゲーションシステムの口腔外科手術への応用の可能性を示した。異分野における先進的技術の導入により、肉眼では見えない部分を見えるようにして、既存の外科手術では満たすことができないヒトの能力を超えた空間認識を実現したコンピュータに管理された科学的根拠に基づいた客観的かつ定量的な予知性・安全性の高い画期的な手術法が開発できると考えられる。