中村 亮一¹, 北角 権太郎², 田辺 良子⁴, 須藤 政光⁵, 勝池 康允³, 望月 剛⁵, 千葉 敏雄⁶

Ryoichi NAKAMURA¹, Gontaro KITAZUMI², Ryoko TANABE⁴, Masamitsu SUDO⁵, Yasumasa KATSUIKE³, Takashi MOCHIZUKI⁵, Toshio CHIBA⁶

¹千葉大学大学院工学研究科人工システム科学専攻, ²株式会社イノベンチャーシー, ³株式会社イノベンチャーシー営業技術部, ⁴アロカ株式会社メディカルシステム営業部，, ⁵アロカ株式会社研究所, ⁶国立成育医療センター臨床研究開発部

¹Division of Artificial Systems Engineering, Graduate School of Engineering, Chiba University, ²Innoventure-C, Inc., ³Sales ＆ Engineering Dept., Innoventure-C, Inc., ⁴Medical System Sales Dept., ALOKA, Co., Ltd., ⁵Research Laboratory, ALOKA, Co., Ltd., ⁶Department of Clinical Research and Development, National Center for Child Health and Development

キーワード :

【目的】
超音波診断装置など胎児診断法の発達により，胎児期の病変の早期発見と治療が可能となってきた．特に不可逆性の機能障害や胎児死亡の危険性の高い疾患について外科的な処置を行う胎児外科手術は，次代の治療として様々な術式検討や機器開発が進められているが胎児・母胎双方に侵襲をもたらすこの分野では内視鏡下での処置など低侵襲な手技の開発が急務である．内視鏡下胎児外科手術の実現においては視野の制限が大きな問題の一つとなるため，他の術中画像を併用した優れた術野情報取得環境の構築が重要である．我々は術中リアルタイム3次元超音波画像を用い，子宮内空間モデルを組織への距離に応じて細分化したマップを作成し，術具位置に応じて接触危険度を術者に提示するための「近接覚ナビゲーション」等，安全な胎児内視鏡下手術を支援する新しいナビゲーションの研究開発を行っている1）．
しかし，これらナビゲーションにおいては新規3D超音波画像データを取得後ナビゲーションシステム上においてデータ処理を行い画像を提示するまでの処理時間が問題となる．術中に対象が容易に移動変形する胎児外科への応用においては，この処理を実時間に近づけ正確な最新情報に基づくナビゲーションが実施されなければ，誤った情報による誘導を引き起こし手技の信頼性・安全性を著しく低下させる．本報告では現在開発中の超高速ボリューム処理を実装した新しい胎児外科支援4D超音波リアルタイムアップデートナビゲーションについて報告する．
【方法】
システムは超音波診断装置 （prosound α10, ALOKA），光学式3次元位置計測装置（Polaris Vicra, NDI），ナビゲーション計算・表示PC（EPSON Endevor，CoreDuo 3GHz，3GBメモリ）により構成される．診断装置で取得された超音波ラインデータはLVDS信号インタフェースを介し直接PCのバッファメモリに展開される．PC上でラインデータの座標変換を行い，3次元位置計測装置で取得した超音波プローブと内視鏡等術具の3次元位置および術者の指定した任意座標を元に直行3断面のスライス画像に展開する．3スライス上および座標系提示スクリーン上で超音波画像ボリュームと内視鏡・術具の位置姿勢を表示することで，術者に内視鏡映像・3次元超音波ボリュームの3次元的位置関係を直感的に提示可能とした
【結果】
3D超音波画像（スキャンアングル60deg）を3Hzで取得している状態でナビゲーションシステムを稼働し，情報アップデート能力を測定した．その結果，ナビゲーション画面は平均200msec以内（通信40msec，レンダリング160msec）で更新可能であり，ほぼ実時間での術具誘導情報提示が可能となった．
【結論】
3次元超音波画像を用いて実時間での手術誘導を可能にするリアルタイムナビゲーションシステムを構築した．今後情報提示インタフェースの改良等を進めより直感的で正確な手術誘導の実現を図る．
【謝辞】
本研究の一部は科学研究費補助金（若手研究（B））「高機能エンドエフェクタと3Dナビゲーションを備えた低侵襲胎児外科支援システム」の助成を受けた．
参考文献:
1）中村亮一，永瀬優子，須藤政光，望月　剛，村垣善浩，伊関　洋，佐久間一郎，千葉敏雄，低侵襲胎児外科手術を支援する3次元超音波手術ナビゲーションシステムの精度・有効性評価，超音波医学，35（Supple）:S300，2008