VR/MR技術を利用した眼窩部手術手技トレーニング

Research Project

Project/Area Number	21K16874
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	三谷亜里沙愛媛大学, 医学系研究科, 医員 (60648096)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	Virtual Reality(VR) / Mixed Reality(MR) / 眼窩部手術 / 立体解剖 / Virtual reality(VR) / Mixed reality(MR) / Mixed reality（複合現実） / 空間認識 / 透過型Head Mount Display / 立体解剖理解 / Virtual reality / Mixed reality / ハイブリッドカダバートレーニング
Outline of Research at the Start	眼窩部は複数の解剖学的構造物が複雑な立体を形成しているため、眼窩部手術には立体的な解剖学的知識が要求される。一方で、経験できる症例数が限られるため、手術の習熟は一部施設での研修に頼らざるを得ない。この課題を解決するためには、シミュレーショントレーニングの開発・導入が重要となる。本研究では、Virtual reality/Mixed reality技術を応用したハイブリッドカダバートレーニングの開発を行う。自由度の高いバーチャル画像と、カダバートレーニングで実際に手術をしている感覚とを組み合わせ、立体解剖の熟知と手術手技の成熟を促し、質の高い手術を提供できる眼科・眼形成外科医の育成が期待できる。
Outline of Annual Research Achievements	眼窩部は複数の解剖学的構造物が複雑な立体を形成しているため、眼窩部手術には立体的な解剖学的知識が要求される。本研究では、近年急速に注目されているVirtual　reality/Mixed reality技術の、眼窩部手術領域への活用、応用を目的とする。まず、3Dバーチャルモデル作成に関して、実際の多発顔面骨骨折後続発性鼻涙管閉塞患者における術前涙道造影コーンビームCTのDICOM画像からSYNAPSE VINCENT （Fujifilm,東京）で皮膚、骨、涙道、鼻根部に固定された金属ボルトをセグメンテーションした。次に3DポリゴンであるSTL fileに変換し、Holoeyes XR （Holoeyes,東京）を使用して3Dバーチャルモデルを合成した。透過型Head Mount Displayを通して空間や患者に投影することが可能であることを確認した後、このモデルを複数の医師で共有し、優れた空間認識により術前シミュレーションとして有用であることを認識した。また、医学生・研修医を対象にモデルを閲覧させ、通常の手術動画では得ることのできない立体的な眼窩部の解剖構造の理解促進に役立つことを確認した。今後さらに複数の眼窩部手術の症例モデルを作成し、MRデバイスを使用した手術支援、手術教育の有用性が、適切な評価尺度で証明できれば質の高い手術を提供できる眼科・眼形成外科医の育成に期待できる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 実際の患者画像からMRバーチャルモデルの作製が可能であり、術前シミュレーションとしての有用性が確認できた。また医学生や研修医の解剖理解や手術教育の促進にも役立つことが示唆された。複数の眼窩部疾患症例での追加モデルも作成中であり、概ね順調に進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	眼窩部腫瘍など複数の眼窩部疾患患者からMRバーチャルモデルを作製し、有用性を検討する。またMRとご遺体を使用したハイブリッドカダバートレーニングを実施し、その有用性を評価する。成果を学会発表、論文にて報告する。