2021 Fiscal Year Annual Research Report
The establish of off the job training for pediatric minimally invasive surgery and automated analysis system of operative technique
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19H04225
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
内田 広夫 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40275699)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石丸 哲也 埼玉県立小児医療センター (臨床研究部), 外科, 医長 (00633629)
出家 亨一 北里大学, 医学部, 助教 (00845109)
森 健策 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (10293664)
城田 千代栄 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20378194)
田井中 貴久 東邦大学, 医学部, 臨床准教授 (30378195)
藤原 道隆 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院教授 (70378222)
檜 顕成 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (90383257)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | off the job training / 機械学習 / 小児 / 内視鏡外科手術 / シミュレータ / 食道閉鎖症 / 鉗子の動き |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小児には手術後の成長発達を阻害しない低侵襲手術が望まれている。新生児や乳児の内視鏡手術は小さなworking spaceの中で、脆弱な組織を丁寧に処理しながら、複雑な手技を完遂させなければならないが、患者数が少ないことから、手術手技をon the job trainingとして学びつつ、手術を行っている現状がある。これを防ぐためにoff the job trainingを充実させることが急務である。練習時の手術手技をリアルタイムに画像解析し、よりよい手技を身に着けさせるような練習ができる環境を整備し、さらに実際の手術時の手技評価もできる画像解析プログラムを作り上げることを目標に研究を行ってきた。 今まで作成してきた食道閉鎖症、十二指腸閉鎖症、肝管空腸吻合シミュレータを用いて、剥離操作、吻合操作の画像解析を引き続き行った。画像を細分化して機械学習を進め、鉗子の認識精度は85%を超える程度まで改善した。熟練者および初心者の動画の画像解析をAIを用いることで上手か下手かを80％の確率で判別できるようになった。すなわち鉗子や針を持ち換える回数、両手に持った鉗子の協調的な動き、運針時の針の刺し直しなどを人の目で判定することで熟練者のほうが良好な成績を示していたが、これをAI画像解析で行うことができるようになった。縫合操作の診断はかなり正確にAI画像解析でできるようになったが、手術手技全体の解析に関しては改善の余地があると考えられた。現時点でAIによる評価は、人による評価とある程度同等にできるようになってきており、AI画像解析によって手術手技を多くの場面で自動解析できるようになってはきている。これらをリアルタイムに診断できるように実装したが、リアルタイム解析はまだ正確にはできあがっていない。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Evaluation of minimally invasive surgical skills training: comparing a neonatal esophageal atresia/tracheoesophageal fistula model with a dry box2022
Author(s)
Kyoichi Deie, Yoichi Nakagawa, Hiroo Uchida , Akinari Hinoki ,Chiyoe Shirota ,Takahisa Tainaka ,Wataru Sumida ,Kazuki Yokota ,Satoshi Makita ,Michimasa Fujiogi ,Masamune Okamoto ,Aitaro Takimoto ,Akihiro Yasui ,Shunya Takada ,Takuya Maeda
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Journal Title
Surgcial Endoscopy
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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