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Development of Learning Tools to Efficiently Transmit Anatomical Knowledge Necessary for Minimally Invasive Surgery

Research Project

Project/Area Number 21K02837
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Takatsume Yoshifumi  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (60816536)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
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)
Keywords解剖学 / 教育 / VR / 空間再現 / 立体視 / 3D / フォトグラメトリ / 医学教育 / 両眼立体視 / 臨床 / 手術 / 脳神経外科 / 手術手技
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。

Outline of Final Research Achievements

With the recent trend towards minimizing surgical invasiveness, it has become crucial for surgeons to understand the three-dimensional structure of peripheral tissues in the endoscopic field and to predict the risk of damaging unseen vessels and nerves. In this study, we developed anatomical teaching materials based on real images that can be learned using binocular stereoscopic vision and the surgeon’s free line of sight. The created real-image-based layered anatomy content can be played back on devices such as spatial reproduction displays and VR goggles. We successfully created teaching materials that allow for the retrograde reconstruction of human structures, which is impossible in actual training, using images similar to those used in clinical training with anatomical specimens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

手術の技術向上には献体を用いた解剖トレーニングが最適であるが、貴重な献体を用いたトレーニングの機会は決して多くはなく、そもそも大学病院でない場合は解剖のトレーニング自体ができない場合もある。さらにその解剖も一度解剖をしてしまうと後戻りができず、一度進めてしまった手順を振り返ることはできない。貴重な献体の解剖結果を有効活用するため予めにも手術手技をくりかえし学習する手段が重要になる。本研究プログラムの成果は従来の解剖による学習より、より少ない経験でも知識の習得の促進が可能であり、解剖する機会が少ない医師のみならず、解剖の機会がない医師への教育効果も期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A technique for decreasing reflection during cadaveric photography2023

    • Author(s)
      Takatsume Yoshifumi、Kajita Hiroki、Imanishi Nobuaki
    • Journal Title

      Clinical Anatomy

      Volume: 36 Issue: 6 Pages: 946-950

    • DOI

      10.1002/ca.24073

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of an educational three-dimensional anatomical structure replication tool and its application to medial open-wedge high tibial osteotomy2023

    • Author(s)
      Takatsume Yoshifumi、Nakase Junsuke、Oshima Takeshi、Kanayama Tomoyuki、Imanishi Nobuaki、Tsuchiya Hiroyuki
    • Journal Title

      The Knee

      Volume: 44 Pages: 150-157

    • DOI

      10.1016/j.knee.2023.08.005

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 解剖の三次構造を効率よく学習するための取り組みと今後について2024

    • Author(s)
      髙詰佳史、今西 宣晶、堀口 崇
    • Organizer
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Challenge to learn life-saving surgical procedures with virtual reality video2023

    • Author(s)
      Takatsume Yoshifumi, Sato Yukio
    • Organizer
      The 6th World Trauma Congress
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 実写の立体視手術解剖教材をVRで作成する際の工夫2023

    • Author(s)
      髙詰佳史、佐藤幸男、今西宣晶
    • Organizer
      第22回日本VR医学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 自由視点の実写レイヤー解剖教材の作成と利用2022

    • Author(s)
      高詰 佳史,今西 宣晶,東 雅啓,松尾 雅斗,板宮 朋基
    • Organizer
      第54回日本医学教育学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 立体視に対応した実写VR教材撮影の問題点とその解決法の工夫2022

    • Author(s)
      高詰 佳史,佐藤 幸男
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 写真測量技術を活用した3D解剖学教材の可能性2022

    • Author(s)
      髙詰佳史, 梶田大樹, 今西宣晶
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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