Development of an Intraoperative Information Integration System and Implementation for Neurosurgery

Eisuke Aoki; Masafumi Noguchi; Jae-Sung Hong; Etsuko Kobayashi; Ryoichi Nakamura; Takashi Maruyama; Yoshihiro Muragaki; Hiroshi Iseki; Ichiro Sakuma

doi:10.20965/jrm.2007.p0339

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JRM第19卷第3期，第339-352页

doi:10.20965/jrm.2007.p0339

(2007)

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神经外科术中信息集成系统的开发与实现

青木英介^野口正美^，Jae-Sung Hong^,
小林义子^*中村良一^**,
丸山隆志^，村上义弘^,
石井浩史^和酒沼一郎^*

^*日本东京大学边疆科学研究生院，地址：日本东京市文京区宏道7-3-1号，邮编：113-8656

^**九州大学医学院纳米生物医学系，地址：日本福冈市东区麦大石3-1-1号，邮编：812-8582

^***日本东京大学工程学院精密工程系，地址：日本东京都文京区宏道7-3-1号，邮编：113-8656

^****东京女子医科大学高级生物医学工程与科学研究所，日本东京新宿区川达町8-1号，邮编：162-8666

收到：

2006年10月18日

认可的：

2007年3月24日

出版：

2007年6月20日

关键词：

系统集成、神经外科、分布式系统、5-氨基乙酰丙酸、导航系统

摘要

神经胶质瘤的完全切除是神经外科治疗中获得满意结果的必要条件。神经外科医生很难仅用肉眼识别胶质瘤和正常组织之间的边界，因此，临床手术中已经使用了手术辅助系统，例如用于检测脑肿瘤的手术导航系统。必须整合术中生物医学测量系统获得的术中信息，以更准确地检测脑肿瘤。在本研究中，我们使用具有全局定位和全局时间管理功能的中间件开发了一个术中信息集成平台。为了评估该平台，我们开发了一个由神经外科设备和系统组成的集成平台。通过实验，我们在模拟临床环境中验证了平台的基本性能和有效性。

引用本文为：

E.Aoki、M.Noguchi、J.Hong、E.Kobayashi、R.Nakamura、T.Maruyama、Y.Muragaki、H.Iseki和I.Sakuma，“神经外科术中信息集成系统的开发和实施”J.机器人。麦查顿。第19卷第3期，第339-352页，2007年。

数据文件：

工具书类

[1] K.Shimizu、S.Toyonori、E.Kobayashi、H.Inada、Y.Muragaki、T.Maruyama、H.Iseki和I.Sakuma，“蓝色半导体激光在测量5-ALA诱导荧光以进行术中脑肿瘤检测中的应用”，第六届日本机械电子学会会议和第四届亚洲电子学会会议记录，第135-140页，2003年。
[2] M.Noguchi、E.Aoki、D.Yoshida、E.Kobayashi、S.Omori、Y.Muragaki、H.Iseki、K.Nakamura和I.Sakuma，“一种新型机器人激光消融系统，用于术中5-ALA诱导PpIX荧光检测的精密神经外科手术”，第七届国际会议论文集，2006年10月，丹麦哥本哈根，第543-550页。，2006
[3] J.Hong、Y.Muragaki、T.Inomata、R.Nakamura、N.Hata、T.Dohi和H.Iseki，“有效切除胶质瘤的术中三维显示”，JSCAS，第235-236页，日本东京，2004年。
[4] E.Aoki、M.Noguchi、J.Hong、E.Kobayashi、R.Nakamura、T.Maruyama、Y.Muragaki、H.Iseki和I.Sakuma，“神经外科综合手术机器人平台的开发和评估”，日本科学院，第89-90页，日本千叶，2005年。
[5] G.Coulouris、J.Dollimore和T.Kindberg，“分布式系统、概念和设计”，沃金汉，Addison-Wesley，第三版，2001年。
[6] P.Knappe、I.Gross、S.Pieck、J.Wahrburg、S.Kuenzler和F.Kerschbaumer，“通过导航系统控制手术机器人的位置”，《2003年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集》（IROS 2003），第3卷，第3350-3354页，2003年。
[7] O.Schorr、N.Hata、A.Bzostek、R.Kumar、C.Burghart、R.H.Taylor和R.Kikinis，“分布式模块化计算机集成手术机器人系统：智能对象分布架构”，医学图像计算和计算机辅助干预（MICCAI），第979-987页，2000年。
[8] A.Bzostek、R.Kumar、N.Hata、O.Schorr、R.Kikinis和R.H.Taylor，“分布式模块化计算机集成手术机器人系统：使用模块化软件和网络系统实现”，医学图像计算和计算机辅助干预（MICCAI），第969-978页，2000年。
[9] S.Jia和K.Takase，“使用CORBA作为通信架构的基于互联网的机器人系统”，《智能与机器人系统杂志》，第34卷，第121-134页，2002年。
[10] D.Levine和S.Mungee，“实时对象请求代理的设计和性能”，《计算机通信》，第21-4卷，1998年。
[11] G.Pardo-Castellote和S.Schneider，“网络数据交付服务：分布式控制应用的实时数据连接”，《1994年IEEE机器人与自动化国际会议论文集》，第4卷，第2870-2876页，1994年。
[12] J.Tokuda、M.Hirano、T.Tsukamoto、T.Dohi和N.Hata，“MRI引导手术的实时器官运动跟踪和快速图像注册系统”，《日本系统与计算机》，第37卷第1期，第83-92页，2006年。
[13] A.Pope，“CORBA参考指南：理解公共对象请求代理体系结构”，新泽西州恩格尔伍德悬崖，Prentice Hall，1998年。
[14] B.Dalton和K.Taylor，“互联网上的分布式机器人”，IEEE Rob。自动。Mag.7（2），第22-27页，2000年。
[15] F.Cristian，“概率时钟同步”，分布式计算，第3卷，第146-158页，1989年。
[16] http://www.slicer.org/

本文发表于Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0国际许可证。

[1] [1] K.Shimizu、S.Toyonori、E.Kobayashi、H.Inada、Y.Muragaki、T.Maruyama、H.Iseki和I.Sakuma，“蓝色半导体激光在测量5-ALA诱导荧光以进行术中脑肿瘤检测中的应用”，第六届日本机械电子学会会议和第四届亚洲电子学会会议记录，第135-140页，2003年。

[2] [2] M.Noguchi、E.Aoki、D.Yoshida、E.Kobayashi、S.Omori、Y.Muragaki、H.Iseki、K.Nakamura和I.Sakuma，“一种新型机器人激光消融系统，用于术中5-ALA诱导PpIX荧光检测的精密神经外科手术”，第七届国际会议论文集，2006年10月，丹麦哥本哈根，第543-550页。，2006

[3] [3] J.Hong、Y.Muragaki、T.Inomata、R.Nakamura、N.Hata、T.Dohi和H.Iseki，“有效切除胶质瘤的术中三维显示”，JSCAS，第235-236页，日本东京，2004年。

[4] [4] E.Aoki、M.Noguchi、J.Hong、E.Kobayashi、R.Nakamura、T.Maruyama、Y.Muragaki、H.Iseki和I.Sakuma，“神经外科综合手术机器人平台的开发和评估”，日本科学院，第89-90页，日本千叶，2005年。

[5] [5] G.Coulouris、J.Dollimore和T.Kindberg，“分布式系统、概念和设计”，沃金汉，Addison-Wesley，第三版，2001年。

[6] [6] P.Knappe、I.Gross、S.Pieck、J.Wahrburg、S.Kuenzler和F.Kerschbaumer，“通过导航系统控制手术机器人的位置”，《2003年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集》（IROS 2003），第3卷，第3350-3354页，2003年。

[7] [7] O.Schorr、N.Hata、A.Bzostek、R.Kumar、C.Burghart、R.H.Taylor和R.Kikinis，“分布式模块化计算机集成手术机器人系统：智能对象分布架构”，医学图像计算和计算机辅助干预（MICCAI），第979-987页，2000年。

[8] [8] A.Bzostek、R.Kumar、N.Hata、O.Schorr、R.Kikinis和R.H.Taylor，“分布式模块化计算机集成手术机器人系统：使用模块化软件和网络系统实现”，医学图像计算和计算机辅助干预（MICCAI），第969-978页，2000年。

[9] [9] S.Jia和K.Takase，“使用CORBA作为通信架构的基于互联网的机器人系统”，《智能与机器人系统杂志》，第34卷，第121-134页，2002年。

[10] [10] D.Levine和S.Mungee，“实时对象请求代理的设计和性能”，《计算机通信》，第21-4卷，1998年。

[11] [11] G.Pardo-Castellote和S.Schneider，“网络数据交付服务：分布式控制应用的实时数据连接”，《1994年IEEE机器人与自动化国际会议论文集》，第4卷，第2870-2876页，1994年。

[12] [12] J.Tokuda、M.Hirano、T.Tsukamoto、T.Dohi和N.Hata，“MRI引导手术的实时器官运动跟踪和快速图像注册系统”，《日本系统与计算机》，第37卷第1期，第83-92页，2006年。

[13] [13] A.Pope，“CORBA参考指南：理解公共对象请求代理体系结构”，新泽西州恩格尔伍德悬崖，Prentice Hall，1998年。

[14] [14] B.Dalton和K.Taylor，“互联网上的分布式机器人”，IEEE Rob。自动。Mag.7（2），第22-27页，2000年。

[15] [15] F.Cristian，“概率时钟同步”，分布式计算，第3卷，第146-158页，1989年。

[16] [16] http://www.slicer.org/

神经外科术中信息集成系统的开发与实现

青木英介*野口正美*，Jae-Sung Hong**,小林义子***中村良一****,丸山隆志****，村上义弘****,石井浩史****和酒沼一郎***

青木英介^野口正美^，Jae-Sung Hong^,
小林义子^*中村良一^**,
丸山隆志^，村上义弘^,
石井浩史^和酒沼一郎^*