内視鏡下脊椎後方手術計画支援のためのボリューム切削システムの開発

摘要

Endoscopic technology has enabled endoscopic surgery in orthopedic surgery. For improving safety and reliability of the surgery, strict planning of sculpting area on spine and cartilage are required. This study aims to develop a volume sculpting system where medical staffs can easily input sculpting area on volumetrically rendered spine images made from the CT data of the patient. When cutting the rendered spines, a ray-casting-based surface detection algorithm easily causes over-sculpting and unexpected detection of discontinuous regions. We developed a set of algorithms and interface that allow stable virtual sculpting via 2D devices with specific constraints. This presentation reports the details of the methods and volume sculpting results using measured CT data.%内視鏡技術の向上に伴い，脊椎外科手術において内視鏡手術が試みられるようになってきた．手術計画時に想定する脊椎や軟骨などの除去範囲を厳密に計画し，術中に参照できればより安全で確実な治療に繋がる．本研究では，患者のCTデータから作成したボリュームレンダリング像に対し，医師が簡便な操作で脊椎の切削範囲の指定を行えるシステムの開発を目的とする．ボリュームレンダリング像を切削する際に，レイキャスティングに基づく表面検出だけでは削りすぎや不連続な切削を引き起こす．これに対し，切削に制約条件を設けることで深さ方向への切削範囲を限定し，二次元操作で安定的な切削を可能とする手法及びインターフェースを開発した．本発表では，提案手法の詳細と幾つかの患者実測データに対して切削を実施した結果を報告する．