低侵襲化手術に必要な解剖学的知識の伝承をより効率化するための学習ツールの開発
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21K02837
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高詰 佳史 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (60816536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今西 宣晶 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (00184820)
堀口 崇 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70245520)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 医学教育 / 解剖学 / 立体視 / 臨床 / 手術 / フォトグラメトリ / VR / 空間再現 / 脳神経外科 / 手術手技 |
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| Outline of Research at the Start |
人体の構造は複雑な３次元構造である。近年内視鏡手術やロボット手術などの高度な低侵襲治療が広まりつつあるが、それらの技術をより安全確実に行うために、医師にはより正確な立体的な解剖学的知識と理解が求められるようになっている。
本研究では、実際の手術手技において理解すべき解剖を多視点かつ複数の剖出段階で３Ｄ立体視映像撮影し、これを元に視差画像による高精細三次元コンテンツおよび、写真測量により立体構造の再構築を行った映像教材を開発する。これにより「見回す」のではなく「覗き込む」VR教材を作成する。この教材の有用性について若手医師を対象とした検証実験で評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
人体の構造は複雑な３次元構造であり、その解剖は単純ではなく目的によって変わり、多重のレイヤー構造を伴っている。本研究では様々な立体視技術を活用して、医師、コメディカルのために解剖の三次元構造を伝える多視点の教材を開発する。
令和４年度においても引き続きフォトグラメトリの手法による解剖映像の3D教材化を進めた。脳神経外科だけではなく耳鼻科、整形外科、形成外科、救急科等で行われる手術手技に沿った手順で解剖を行い、各段階のテクスチャ付き3Dモデルデータを作成することができた。これらの3DモデルはICPマッチングアルゴリズムを用いることで効率的に位置合わせを行うことができた。こうして形状に合わせて時系列に配置されたレイヤー解剖コンテンツは空間再現ディスプレイ、VRゴーグル、と言った機器用だけでなく3Dpdfと言った配布が容易なものにまで応用することができた。空間再現ディスプレイで表示した解剖教材は解剖実習を行う学生に供覧して2Dの写真と比較して理解しやすいかなどの調査を行った。
また3Dモデルのような解剖構造を学ぶ教材のみでなく、手技そのものや、周囲との連携を学ぶことができるようにVR180の技術で3D動画を用いた教材の作成も進めた。単純にVR動画であれば周囲を見渡すだけで肝心の手術手技が小さく撮影される問題があるため、周囲だけでなく術野を拡大して確認できるように様々な3D映像を切り替えることのできる多視点V180Rビデオの作成も進めている。本年度は輪状甲状靱帯切開術についての教材を作成することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多視点、マルチレイヤーの3D解剖教材作成は臨床解剖に参加いただけている各科の協力のもと様々なシチュエーションでの教材を作成することができている。作成した教材は医師や学生へ供覧しその臨場感や教材としての可能性について良い反応を得ている。作成された3Dコンテンツの有用性の検証はこれからである。作成された教材の効果の検証などはやや遅れているがおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き臨床解剖のコンテンツの作成を進める。多視点3DVR動画と解剖マルチレイヤー3Dモデルとが融合した新しいVRコンテンツの作成を進める。作成された教材について手技の伝承という点での有用性を検証する。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
