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画像認識による新しい3次元動作追跡法を用いた3D内視鏡手術教育システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K01330
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関神戸大学

研究代表者

金治 新悟  神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (10637052)

研究分担者 角 泰雄  神戸大学, 医学研究科, 特命教授 (00529521)
中村 哲  神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (10403247)
掛地 吉弘  神戸大学, 医学研究科, 教授 (80284488)
大竹 義人  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80349563)
連携研究者 佐藤 嘉伸  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (70243219)
研究協力者 Asutin Reiter  Johns Hopkins University, Department of Computer Science, Assistant Research Professor
西 将康  神戸大学, 医学研究科, 医員
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードコンピュータ外科学 / 3D内視鏡 / 腹腔鏡トレーニング / 画像認識による3次元動作追跡法 / 反射用マーカーによる3次元動作追跡法 / 画像認識による3次元動作の追跡法
研究成果の概要

トレーニングボックスにおいて光学式トラッカー(Micron Tracker)を用いて鉗子の動作解析を行い、3D内視鏡の立体視が2Dの平面視に比べて、操作距離の短縮をもたらすことを明らかにした(Nishi M, Kanaji S et al, Surgery.2016)。さらに、新しい内視鏡手術の動作解析法としてRGB画像と3D内視鏡の左右画像から人工知能を用いて術具形状を自動認識するアルゴリズムを確立させた。これにより手術映像のみから術具の形を自動的に抽出し、3D内視鏡のステレオ映像より術具の3次元座標位置を取得し、術者の動作を3次元追跡することが可能となった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The learning effect of using stereoscopic vision in the early phase of laparoscopic surgical training for novices2018

    • 著者名/発表者名
      Harada H, Kanaji S, Nishi M, Otake Y, Hasegawa H, Yamamoto M, Matsuda Y, Yamashita K, Matsuda T, Oshikiri T, Sumi Y
    • 雑誌名

      Surgical endoscopy.

      巻: 32(2) 号: 2 ページ: 582-588

    • DOI

      10.1007/s00464-017-5654-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative comparison of operative skill using 2-and 3-dimensional monitors during laparoscopic phantom tasks.2017

    • 著者名/発表者名
      Nishi M, Kanaji S, Otake Y, Harada H, Yamamoto M, Oshikiri T, Nakamura T, Suzuki S, Suzuki Y, Hiasa Y, Sato Y
    • 雑誌名

      Surgery

      巻: 31 号: 5 ページ: 1334-1340

    • DOI

      10.1016/j.surg.2016.08.060

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparison of two- and three-dimensional display for performance of laparoscopic total gastrectomy for gastric cancer.2017

    • 著者名/発表者名
      Kanaji S, Suzuki S, Harada H, Nishi M, Yamamoto M, Matsuda T, Oshikiri T, Nakamura T, Fujino Y, Tominaga M, Kakeji Y.
    • 雑誌名

      Langenbecks Arch Surg

      巻: - 号: 3 ページ: 493-500

    • DOI

      10.1007/s00423-017-1574-9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparing the short-term outcomes of laparoscopic distal gastrectomy with D1+ and D2 lymph node dissection for gastric cancer.2016

    • 著者名/発表者名
      Goto H, Yasuda T, Oshikiri T, Kanaji S, Kawasaki K, Imanishi T, Oyama M, Kakinoki K, Ohara T, Sendo H, Fujino Y, Tominaga M, Kakeji Y.
    • 雑誌名

      Asian J Endosc Surg.

      巻: 9 号: 2 ページ: 116-21

    • DOI

      10.1111/ases.12269

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can the intraoperative leak test prevent postoperative leakage of esophagojejunal anastomosis after total gastrectomy?2016

    • 著者名/発表者名
      Kanaji S, Ohyama M, Yasuda T, Sendo H, Suzuki S, Kawasaki K, Tanaka K, Fujino Y, Tominaga M, Kakeji Y.
    • 雑誌名

      Surg Today.

      巻: 46 号: 7 ページ: 815-20

    • DOI

      10.1007/s00595-015-1243-y

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Totally laparoscopic total gastrectomy in a patient with situs inversus totalis2016

    • 著者名/発表者名
      Harada H, Kanaji S, Suzuki S, Yamamoto M, Yamashita K, Imanishi T, Sumi Y, Nakamura T, Tanaka K, Kakeji Y
    • 雑誌名

      International Surgery

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can the intraoperative leak test prevent postoperative leakage of esophagojejunal anastomosis after total gastrectomy?2015

    • 著者名/発表者名
      Kanaji S, Ohyama M, Yasuda T, Sendo H, Suzuki S, Kawasaki K, Tanaka K, Fujino Y, Tominaga M, Kakeji Y.
    • 雑誌名

      Surg Today.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] THE EFFECT OF STEREOSCOPIC IMAGES FROM USING A THREE-DIMENSIONAL MONITOR TO LAPAROSCOPIC SURGICAL TRAINING FOR NOVICES 2017

    • 著者名/発表者名
      Harada H,Kanaji S, Suzuki S,Hasegawa H, Yamamoto M, Matsuda Y, Yamashita K,Matsuda T,Oshikiri T,Sumi Y,Nakamura T,Kakeji Y.
    • 学会等名
      SAGES 2017 Annual Meeting
    • 発表場所
      ヒューストン
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The laparoscopic lymphadenectomy along proximal splenic artery from patient's left side(患者左から攻略する腹腔鏡下脾動脈近位側郭清)2017

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、鈴木 知志、山本 将士、長谷川 寛、松田 佳子、山下 公大、松田 武、押切 太郎、中村 哲、角 泰雄、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第89回日本胃癌学会総会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動作解析システムを用いた3D腹腔鏡下での手術手技の検討2017

    • 著者名/発表者名
      西 将康、金治 新悟、原田 仁、山本 将士、松田 佳子、山下 公大、押切 太郎、松田 武、角 泰雄、中村 哲、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第117回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3Dモニターが初心者の内視鏡外科修練にもたらす影響2017

    • 著者名/発表者名
      原田 仁、金治 新悟、西 将康、長谷川 寛、山本 将士、松田 佳子、山下 公大、松田 武、押切 太郎、中村 哲、角 泰雄、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第117回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉗子操作の3次元軌跡解析を用いた内視鏡外科手術の適正評価法の開発と技術評価が学習効果に及ぼす影響に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、原田 仁、西 将康、山本 将士、松田 佳子、山下 公大、押切 太郎、松田 武、中村 哲、角 泰雄、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第71回手術手技研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of operative skill using two -and three-dimensional monitor during laparoscopic phantom tasks by the position tracker2017

    • 著者名/発表者名
      Nishi M,Kanaji S,Harada H,Hasegawa H,Yamamoto M,Matsuda Y,Yamashita K,Matsuda T,Oshikiri T,Sumi Y,Nakamura T,Suzuki S,Kakeji Y
    • 学会等名
      第25回欧州内視鏡外科会議(EAES)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 胸腔鏡下食道切除術に対する3D内視鏡の有用性と治療成績2016

    • 著者名/発表者名
      中村 哲、原田 仁、西 将康、三浦 由紀子、後藤 裕信、長谷川 寛、松田 佳子、山本 将士、金治 新悟、山下 公大、松田 武、押切 太郎、角 泰雄、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹腔鏡下直腸癌手術における3D内視鏡の有用性2016

    • 著者名/発表者名
      角 泰雄、松田 武、山下 公大、長谷川 寛、山本 将士、松田 佳子、金治 新悟、押切 太郎、中村 哲、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D映像が内視鏡外科手術トレーニングに及ぼす影響の検討2016

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、原田 仁、西 将康、長谷川 寛、山本 将士、松田 佳子、山下 公大、松田 武、押切 太郎、中村 哲、角 泰雄、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第78回日本臨床外科学会総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉗子軌跡解析による3D 映像の内視鏡手術における有用性の検討と今後の展開2016

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、西 将康、山下 公大、押切 太郎、角 泰雄、中村 哲、鈴木 知志、大竹 義人、佐藤 嘉伸、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第71回日本消化器外科学会総会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹腔鏡下胃癌手術における層構造を意識した脾動脈近位側リンパ節郭清2016

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、鈴木 知志、山本 将士、山下 公大、押切 太郎、角 泰雄、中村 哲、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第41回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Segmentation of Surgical Instruments from RGB-D Endoscopic Images using Convolutional Neural Networks: Preliminary Experiments towards Quantitative Skill Assessment.2016

    • 著者名/発表者名
      Hiasa, Y., Suzuki, Y., Reiter, A., Otake, Y., Nishi, M., Harada, H., Koyama, K., Kanaji, S., Kakeji, Y., Sato, Y.
    • 学会等名
      生体医用画像研究会第 3 回若手発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 要望演題(ビデオ)2-2 研修医・専門医によるリンパ節郭清術ビデオ22015

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟
    • 学会等名
      第28回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい3次元動作解析システムを用いた内視鏡手術の技術分析 - 3Dと2Dモニターにおける鉗子操作の比較検討 -2015

    • 著者名/発表者名
      西 将康、金治 新悟、原田 仁、音羽 泰則、瀧口 豪介、山本 将士、金光 聖哲、山下 公大、押切 太郎、角 泰雄、中村 哲、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第28回日本内視鏡外科学会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D内視鏡を用いた腹腔鏡下胃全摘術の有用性2015

    • 著者名/発表者名
      金治 新悟、鈴木 知志、山本 将士、安田 貴志、中村 哲、藤野 泰宏、富永 正寛、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第45回胃外科・術後障害研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D映像が内視鏡外科手術にもたらす効果の検討2015

    • 著者名/発表者名
      西 将康、金治 新悟、原田 仁、山本 将士、金光 聖哲、山下 公大、角 泰雄、中村 哲、鈴木 知志、掛地 吉弘
    • 学会等名
      第24回日本癌病態治療研究会
    • 発表場所
      栃木
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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