◆研究助成金 による研究成果報告 2◆ SurgiPlan(股 関節手術 シ ミュレーション) システム (帝 人 )の 臨床治検 報告者 :九 州大学医学部整形外科 弘 夫 一 孝洋 村 淵岡 佛杉 津 で は、次 に 、九州 大学 の津村先 本 報 告 で は、 は じめ に症 例 を供 覧 し、 生 で す が 、 「SurgiPlan(股 関 節 手 術 シ ミュ レー シ ョ ン)シ ステ ム (帝 人 )の 臨床 SurgiPlanの 特 長 や 問 題 点 、 ま た 今 後 の 治験 」 とい う ことで ございます。 ど うぞ よ ます。 〔 伊丹 〕 研究 の方 向 な どにつ き、述 させて いただ き ろ しくお願 い します。 〔 津村 〕 日本股 関節振興財 団 の平成 3年 度 助 成 金 に よ り、 SurgiPlanの 臨 麻 応 用 の 研究 を行 い ま した。 報告 に先立 ちま して、伊丹 先生 を初 め 、 は じめ に〕 〔 SurgiPlanは 、帝 人 システ ム 研 究 所 の 作 成 したプ ロ グラ ムで あ り、 サ ン・ ワー ク ステー シ ョン上 で 動作 す る。 ボ クセ ル・ モ 関 係 者 の 方 、 ま た SurgiPlanを 対 応 して いただ いた帝人 システ ム研究 所 の方 々 に ご デ ルで二 次元表示 し、多 彩 な骨切 リ シ ミュ 深 謝 いた します。 れ を (図 レー シ ョ ンを行 う ことがで きる。処理 の流 1)に 示す。 Data Operation 画像 デ ー タの入力・ 管理 Preparation 2Dデ ータでの画像処理 2値 化 と物体分離 SimulatiOn 3D画 像 の作成 。表示 骨切 リ シ ミュ レー シ ョン その他 図 l SurgiPlanの デ ー タの流れ 股 関節 の CTを 撮影 し、 フロ ッ ピーデ ィ ス クに入 力す る。 これ を Surgi Planに 読 切 り術 とク レーマー変法 を組 み合わせ た術 み込 んで 、次 いで二 次元 で の画像処理 を行 式 を用 いて 、良好 な成績 を上 げて い るが、 い、 三 次 元画像 を構成す る。 この二 次 元画 今 回、骨切 り面 の変 更を試 み た。 像 に対 して、 骨 の切 断 と移動 を行 う ことで 、 図 4は 、骨切 リ シ ミュ レー シ ョ ンの過程 を 骨切 り術 の シ ミュ レー シ ョンを実現 して い 示 して い る。頚部 軸 が 水平 にな るまで外転 る。 させ、 それを上か ら見 た図で あ る。 きな症例 に対 して は、大腿骨 頭前方 回転骨 Surgi Planを 用 いて 、 当科 に 手 術 目的 図 5は 、骨切 り終 了後 の状態 で あ り、大腿 にて入 院 した44症 例 を検討 した。症 例 の 内 骨近位部 の形態再建が良 好 に行 われ て い る 分 けは、変形性股 関節症 25例 、大腿 骨頭壊 ことが 、わか る。 死症 13例 、そ の他 6例 で あ った。 〔 症例 1〕 この症例 は大 腿骨頭辻 り症 の 男児 で、骨 切 り術 の 骨切 り面 を術前 に シ ミュ レー シ ョ ンで 検討 した。 図 2は 、再構成 され た正面像 を示 して い る。 SurgiPlanに て CTを 撮 影 し、 3次 元像 を作成 した。 図 3は 、内側 か ら骨盤 を外 して 見 た 図を 示 して い る。 骨頭 は内側 に辻 って い るので はな く、後方 に辻 って い る ことが よ くわか る。 当科 で は、 この症例 の よ うに辻 り角 の大 図 3 図 2 η 図 4 〔 症例 2〕 右股 関節 の 臼蓋形 成不全 の あ る女性 の例 で 、 寛 背 臼移 動 術 を 行 う前 にSurgiPlan にて シ ミュ レー シ ョ ンを行 った。 図 6は 前方 か ら、図 7は 後方 か ら見 た図 で あ る。前 方 の 日蓋 の形成 が悪 いだ けで な 、 く、後方 の覆 い も悪 い とい う ことがわ か るで この よ うな症例 で は、通 常 の 術式通 りに前 外方 に寛骨 日を移動 させ る と、後方 の 覆 い が 非常 に少 な くな る ことが 把 握 で きた。 そ こで 寛骨 日を外側 にだ け動 かす とい う手 術 を計 画 し、 実 際 に行 った。 この症例 で も、 シ ミュ レー シ ョンの有用性が確認 され た。 図 5 判瓢 図 6 ﹁﹁可 顆 図 7 η 〔 考 察〕 る特 徴 と して は、 良 好 な ュ ー ザ ー ィ ン タ これ らの解決には、人工知能 の応用が不 可欠 と思われ る。 骨切 り術 の 目的 は、関節 の力学環境 の改 フ ェー スが あ るとい うこと、それか ら多彩 な骨切 リ シ ミュ レー シ ョンが 可能 で あ る こ 善であることを考 えると、骨切 り術 シ ミュ レータには力学解析 の機能があるほうが、 と、細部 の表現 にす ぐれて い る とい う こと、 人手 を介す る部分 が 少 な くて 、か な り自動 良 いと思われ る。 SurgiPlanに は、 この 機能がないため、 シミュレー シ ョンは、形 化 されて いる とい う ことが 挙 げ られ る。 態上の ものに限 られる。 SurgiPlanを 実 際 に使 用 して 感 じ られ 欠点 と して は、処理 速度 が遅 い こと、骨 の 部分だ けを うま く抽 出で きな い とい う こ とが あ る こと、異 な る骨 の 分離認識 の失敗 、 (例 え ば大腿骨 と骨盤 を、 別 々の骨 に分 け る こ とが で きず 1コ の 骨 と して しま う こ と)が あ ること、力学解析 が 行 え な い こと で あ る。 これ らの欠点 は、 今後 の研究方 向を示 し て い る と もいえ るので 、詳細 な検 討 を行 っ た。 まず 骨 の部分 は抽 出 は、 CT像 の あ る C T値 よ り も高 い部分 だ けを骨で あ る とい う よ うに認識 させ る。 その境 界 にな る CT値 われわれは、独 自に力学解析 の可能な シ ミュレー タを開発・ 報告 しているが 、 日常 的 に使用で きる程の完成度 はまだな く、改 良 の余地がある。 二次元骨切 リシミュレータが 、真に整形 外科 に役 に立 つ ツール となるには、以上に 述 べたよ うな点が改善 される必要がある。 われわれは、貴重な経験 に基づ き、次世 代 の骨切 リシミュレー タの開発を企画 して い る。 それ は、結果的 にはSurgiPlanと われわれの独 自の シミュレー タを合わせた よ うな ものになると思われる。今後 も努力 を続けていきたい。 は、 使用者が 自由 に操作 す る ことがで きる。 通常 は、 適 当な値 を とると、 骨 だ けを抽 出 で きるが 、例 え ば右 側 だ けに骨 萎縮 が あ る よ うな症例で は、 骨が欠損 して しま うよ う な事態が発生 す る。 そ こに合 わせて、境界 値 を下 げ ると反 対側 は、軟部組織 がかぶ っ て しま うとい うよ うな状態が発生 す る。 次 いで 、抽 出 され た骨 を分 離 す る作業 に お いて は、関節部で 2つ の骨 が近 接 して い るため、 自動 的 に分離す る ことは極 めて 困 難 で あ る。 しか し、 これが実 行 で きな けれ ば、例 え ば骨盤 だ けを切 る、 あ るいは、大 腿 骨 だ けを切 るとい う シ ミュ レー トに障害 が 出て くる ことにな る。 これ を マニ ュアル で 切 り離 す とい う手 順 も、 SurgiPlanの 中 に組 み込 まれて い るが 、実用性 に乏 しい。 4 /‐ まとめ〕 〔 1.SurgiPlanの 帝人製 の使用経験 を報 告 した。 2.骨 切 リシミュレー ター は有用 な情報を 提供するツールである。 3。 まだ未熟な部分があることは否 めない。 しか し、現在最 も研究が盛んな分野であ り、今後 の発展に期待 され る。 〔 伊丹〕ありが とうございま した。 きょう の午前中にもこの シミュレー ターの利用 と い うことについてお話が ございま したが、 今 のお話 にご質問、 ござい ませんで しょぅ か。 ありがとうございました。
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