2018 Fiscal Year Research-status Report
切削用医療機器に固着するヒト由来組織の安全な除染法と自動化に関する研究
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17K01434
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金澤 悦子 東北大学, 大学病院, 看護師 (10447154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石幡 浩志 東北大学, 歯学研究科, 助教 (40261523)
齋木 佳克 東北大学, 医学系研究科, 教授 (50372298)
遠藤 英昭 東北大学, 大学病院, 助教 (80168830)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マンパワー節減 / 作業の安全性 / 試験装置仕様 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯科治療用の鋭利で繊細・緻密な切削用器材や根管形成用器材（以下、器材）は、再利用するにあたり、洗浄～滅菌および供給の労力および穿刺による感染事故の抑止をする観点より、自動的に仕分けしパッケージするシステム開発を行い、器材の形状およびマークを読み取る判別可能なアプリケーションを開発する。これを東北大学歯科において日常的に多く用いられる再利用器材に応用し、これまで全て滅菌供給業務部門において手作業で扱われていた器材を対象に自動仕分けシステムへ応用、構築したシステムを用いたマンパワー節減効果および作業の安全性への効果を検証することとした。器材はそれぞれの刃物の長さ、太さ、刃の形状が異なるため、判別が難しく視認も容易ではない。また、再利用を繰り返すことで摩耗、変形、破損が進行、治療への使用が困難となるが、不具合を見逃し診療に支障を及ぼす可能性もある。そのため、当該年度では臨床現場の業務フローに則った装置の作業工程と能力の検討を行った。そして、自動仕分け装置を実現するための試験装置の仕様を検討した。
その結果、試験装置ではウォッチ製造ラインにおけるファクトリーオートメーション向け光学カメラを利用し、肉眼レベルをはるかに超える精細画像の取得により、対象となる微小な器材や複雑な形状であっても画像処理のアルゴリズムの適用を可能とすることができた。器材の損耗度を評価する際にも，新品器材からの微妙な形状変化を差分として計測することが可能であった。特に、器材の外形より色調変化を指標とする必要があったが、器材の表面の色調変化を精細に定量するために光源に8つの波長を用い、それぞれの波長においてモノクロカメラで撮影し合成処理する方法を取ることにより、今まで識別できなかった僅かな色差の検知が可能になり、細かい変化も明確に判別できることがわかった。
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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
平成30年度は、臨床現場の業務フローに則った装置の作業工程と能力の検討を行った。そして、自動仕分け装置を実現するための試験装置の仕様を検討した。
その結果、試験装置ではウォッチ製造ラインにおけるファクトリーオートメーション向け光学カメラを利用し、肉眼レベルをはるかに超える精細画像の取得により、対象となる微小な器材や複雑な形状であっても画像処理のアルゴリズムの適用を可能とすることができた。器材の損耗度を評価する際にも，新品器材からの微妙な形状変化を差分として計測することが可能であった。特に、器材の外形より色調変化を指標とする必要があったが、器材の表面の色調変化を精細に定量するために光源に8つの波長を用い、それぞれの波長においてモノクロカメラで撮影し合成処理する方法を取ることにより、今まで識別できなかった僅かな色差の検知が可能になり、細かい変化も明確に判別できることがわかった。
これにより、仕分け対象となる器材の規格に応じた仕分け～セット化する機能と不具合のある器材を判別し仕分けできると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度実施した歯科器材自動仕分け装置の試験装置の結果をもとに、作業の自動化のための基本アプリケーションを整える。臨床現場の業務フローに則った装置の作業工程（回収・洗浄、検品仕分け・収納・セット化、供給の工程）および業務量調査結果を踏まえ、装置の収納数や処理能力、装置サイズを歯科診療に携わっている歯科医師と検討する。評価は歯科器材自動仕分け試験装置の開発および作業工程・装置の能力について、材料部職員と歯科医師を対象に実施する。以上の結果に基づき、歯科器材自動仕分け試験装置の効果についての検討を行い、最終的に装置の稼働への基礎資料とする。また、この装置については学会や各種研究会および展示会を中心に周知活動を行い、より多くの方々からの幅広い知見を得て検討を行う。
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| Causes of Carryover |
自動選別用アプリケーションソフトの仕様策定において、選別対象となる歯科用器材に新たな根管形成器材が導入され、今後、高頻度で再使用のための再処理作業が行われる見込みとなった。これを含め、歯科用器材の需要状況に変化が生じたため、研究対象となる選別対象器材を再検討する必要性が生じた。さらに、自動仕分けシステムの人工知能にディープラーニングを導入することも考案され、システムの拡張性、発展性を十分に見越した上で、アプリケーションソフトの仕様策定を行うことが有意義と考え、その設計仕様の見直しならびに、新たなアイディアを盛り込むこととした。その経費分を次年度始め（5月頃）に使用予定である。
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Research Products
(2 results)
