脳神経手術シミュレーションシステムに関する研究

神经外科模拟系统研究

基本信息

批准号：
09771062
负责人：
和田淳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は脳神経外科疾患において、CT、MRIの二次元画像からcomputer graphicsの技法を用いて三次元画像を構築し、仮想的に頭蓋内構造を表現することで、脳室内や頭蓋底における手術シミュレーションシステムの開発を行ってきた。平成9年度においては、神経内視鏡手術を前提とした脳室系の三次元表示を中心に、surface rendering法の特徴を利用したphotorealisticな画像の作成や、VRML(virtual realitymodeling language)を用いたreal time renderingの応用に関して研究したが、本年度はこれを基盤として顕微鏡下手術のシミュレーションを目標に、頭蓋底の仮想モデルを構築する研究を行った。頭蓋底を表現するためには頭蓋内構造ばかりでなく、頭蓋骨、頭皮を含めた頭部の情報が全て含まれていることが必須となる。3D-CTは神経や脳表の描出が不充分であり、またMRI画像を用いた三次元再構成では骨の情報が欠落している。そこでcomputer graphicsの技法を用いて、CTから抽出した頭蓋骨の情報とMRIより得た脳表、脳神経、血管系のデータを合致させた三次元仮想頭蓋底モデル(electric skull base)を作製する手法を考案した。これにより、複数の開頭法やアプローチによる視野の差異などを術前に表現することができ、詳細な術前検討が行えるようになった。更には実際の術中視野に近似したsimulation画像の描画が可能なことから、術者のimage trainingという目的には大変有用である。本手法は手術トレーニングに応用することも良い適応であり、将来operation simulatorへの発展が期待できるものである。

在神经外科疾病中，我们通过使用计算机图形技术构建了来自CT和MRI二维图像的三维图像，从而在室内和颅底基础上开发了手术模拟系统，并实际上表达了颅内结构。 In 1997, we focused on three-dimensional display of the ventricular system based on neuroendoscopic surgery, and researched the creation of photorealistic images using the characteristics of the surface rendering method, as well as the application of real time rendering using VRML (virtual reality modeling language).This year, we conducted research on building a virtual model of the skull base with the goal of simulating microscopic surgery.为了表达头骨的底部，必须不仅包含颅内结构，还包含有关头部（包括头皮和头皮）的所有信息。 3D-CT显示神经和脑表面的描述不足，并且使用MRI图像在三维重建中缺少骨信息。因此，我们设计了一种创建三维虚拟颅底模型的方法，该模型与使用计算机图形技术从MRI获得的大脑表面，颅神经和血管系统的数据匹配。这允许表达由于多次颅骨切开术而引起的视力差异，并在手术前表达了差异，从而可以进行详细的术前检查。此外，对于操作员的图像训练目的而言，它非常有用，因为可以绘制模拟图像，该图像近似于实际的术中视野。此方法也是应用外科培训的不错选择，并有望将来发展成为操作模拟器。