シミュレータおよびコンピュータグラフィクスを用いた犬臨床教育訓練システムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14206037
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 丸尾 幸嗣 東京農工大学, 農学部, 助教授 (40124276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 欣也 東京農工大学, 工学部, 助教授 (30209051) ; 斎藤 隆文 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (60293007) ; 宇野 廣 (株)高研, 製造二部, 部長(研究職)
• Keywords: 犬 / 代替モデル / 臨床教育 / シミュレータ / コンピュータグラフィクス / バーチャル / 手術実習

Research Abstract

3年計画の2年目の実績は以下のとおりである。
1.犬全身および局所シミュレータの試作と改良
犬全身体形のうち、平成14年度に関節構造を骨レプリカ状骨格とボールジョイントで構成したが、4脚での単独自立に弱さがあり、今年度は骨格構造を固定式として試作した。
局所シミュレータとしては、救急処置用動物の再現、消化管内視鏡モデル、基本的手術手技モデルを試作した。救急処置用動物の再現では、気管内挿管のための口腔、咽喉頭、気管構造を試作し、挿管後の人工呼吸時に反応する肺を合成ゴムで作製した。また、ポンプを使った血液循環の原理を用いて大腿動脈の拍動を触知できるようにした。消化管内視鏡モデルでは、上部消化管構造を全身模型に組み込み、実際の診療と同様な手技ができるようにした。基本的手術手技モデルでは、切開、縫合モデルを試作した。
2.コンピュータグラフィクス(CG)による骨折手術トレーニング用教材の試作
犬大腿骨骨折を対象にした。まず、手術の手順習得を目標とした教材を作成すること、手順の説明にはイラスト調CGを用いて表現すること、筋肉や骨などの形状は3次元ではなく、2次元に奥行き値を付加した2.5次元で表現すること、を試作理念とした。これは、形状や動きのデータ生成を簡略化し、多様な症例の教材を作成しやすくするためである。今年度は、特に筋繊維のイラスト調描画方法を中心として、個々の器官およびその統合描画方法について検討した。また、手術の大雑把な手順を組み込んだ最初のプロトタイプシステムを作成し、今後の開発方向を議論した。
3."Dasie"のアンケート調査
世界的にみて現在もっとも使用されている基本的手術手技代替モデルである"Dasie"を4獣医大学の外科実習に使用し、学生の感想、代替モデルの必要性などのアンケート調査を行った。これらの情報は今後の代替モデルの開発に重要な示唆を与えた。

Research Products

• [Publications] 丸尾 幸嗣: "臨床教育、特に外科実習における"動物を犠牲にしない教育"の現状と方策"日本獣医師会雑誌. 56・4. 223 (2003)
• [Publications] 藤本 英雄: "獣医学分野を対象としたVR外科手術訓練システムの開発"日本バーチャルリアリティ学会第8回大会論文集. (2003)
• [Publications] Sano, T.: "Clinical usefulness of propofol as an anaesthetic agent in dogs and cats."J.Vet.Med.Sci.. 65・5. 619-623 (2003)
• [Publications] 宇野 廣: "獣医臨床技術訓練用の犬シミュレータの開発"第17回日本動物実験代替法学会要旨集. 102-103 (2003)
• [Publications] 守谷 浩一: "手術シミュレーションソフトのためのイラスト調描画手法"画像電子学会誌. (印刷中). (2004)
• [Publications] 池田 義明: "指先の接触面積と反力の同時制御による柔軟弾性物体の提示"日本バーチャルリアリティ学会論文誌. 9・2(印刷中). (2004)