Development of Surgical Educational Methods to Relieve the Expert's Motion of Surgery by Use of Augmented Reality

Research Project

Project/Area Number	21K09362
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56030:Urology-related
Research Institution	Kansai Medical University
Principal Investigator	木下秀文関西医科大学, 医学部, 教授 (30324635)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	矢西正明関西医科大学, 医学部, 講師 (70411551) 安藤英由樹大阪芸術大学, 芸術学部, 教授 (70447035) 杉素彦関西医科大学, 医学部, 講師 (80298869) 谷口久哲関西医科大学, 医学部, 講師 (90460815)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	手術教育 / シミュレーター / augment reality / 手術評価 / 追いトレ / エルゴノミクス / 手術動作 / 追体験 / Augment Reality
Outline of Research at the Start	患者さんが安心して、医療手術を受けるためには、手術をする医師への教育が重要です。しかし、今まで、特に手術の手技を、うまく指導し、教える方法がありませんでした。手技、というのは手（体）の動きですから、これを文字で表現するのがむつかしいためです。この研究では、「エキスパートの医師の手術の動き（ビデオ）を若い医師がなぞりながら（追体験しながら）手技を覚えていく」、という教育方法を開発し、ロボット支援（daVinci）前立腺手術でこの方法が有効かどうか検証します。このような教育法が有用であれば、広く様々な手術の教育に発展させていきます。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、augmented reality(AR)技術を用いて、手術教育ができるシミュレーターと練習機（まずは、前立腺全摘出術後の膀胱尿道吻合モデル）の開発を行ってきている。１）手術の元動画に対して、練習者が追随する際に、そのAR画像の遅れやズレの調整に、時間を要した。何とか、実用レベルの精度になってきていると考える。２）シミュレーターは、当初から、実機と同サイズのもので開発してきているが、取り回しなどにも考慮して、より小型のシミュレーターの開発も並行して進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 練習者が追随する際のAR動画（アニメーション）の遅れやズレの調整に、時間を要した。一つの問題として、実際の手術の鉗子は、手術ごとに決まった位置から挿入されるが、練習者のAR動画で、実際の手術の鉗子の刺入点とシミュレーターのAR動画の刺入点や角度を合わせるのに、予定以上に時間を要した。何とか、実用レベルの精度になってきていると考える。また、実機と同じサイズでのシミュレーターは、大学などのシミュレーションセンターや、病院の医局など、設置場所も限られるため、もう少し小型のシミュレーターも並行して開発を進めている。
Strategy for Future Research Activity	AR動画のずれや遅れは、実用レベルの精度に近づいていると考える。しかし、依然として、解決すべき問題もあるため、AR動画の鉗子部分（挿入（刺入点）から先端までの直線部分）を削除し、先端部分のみの動画にするなどの別の解決策も考えている。シミュレーターの評価、については、コロナ禍の影響もあり、計画よりも少人数での評価を行うことを考えている。