2021 Fiscal Year Research-status Report
Development and evaluation of the efficacy of immersive education system for endoscopic surgery using a view-sharing method
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19K09068
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小濱 和貴 京都大学, 医学研究科, 教授 (50322649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 英由樹 大阪芸術大学, 芸術学部, 教授 (70447035)
坂井 義治 京都大学, 医学研究科, 名誉教授 (60273455) [Withdrawn]
岡田 倫明 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (40848206)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 内視鏡外科手術 / 視野共有法 / ロボット支援手術 / ヘッドマウントディスプレイ / 腹腔鏡下手術 / 手術教育 / バーチャルリアリティ / カダバートレーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれはこれまで感覚融合法の一手法である「視野共有法」を用いた「追いトレ」シリーズの開発を通して、熟練者の非言語的な“コツ”を効率的に学習者に伝達する手法を確立してきた。本研究では、トレーニングボックスやアニマルラボの手術教育だけでなく、実際のヒトの手術の追体験型教育システム開発（ロボット支援手術を含む）、そしてその教育効果の定量的評価を目的としている。具体的には以下の通りである。（１）実際のヒトのS状結腸切除術の手本動画を用いて「一人称視野共有システム」のコンセプトに基づいた腹腔鏡下手術教育システムを開発、（２）ロボット支援手術（直腸切除術や幽門側胃切除術など）に対する「追いトレ」のコンセプトに基づいたバーチャルリアリティ（VR）による教育システムを、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）と仮想鉗子入力装置を用いて開発、（３）上記教育法の教育効果を定量的に評価。
実際のヒトの腹腔鏡下S状結腸切除術における熟練者の手技の動画を用いて、視野融合法を用いた教材のプロトタイプを作製、実際の操作感の改善を繰り返し行ったのち、消化器外科の研修医・専攻医を対象に教材を用いたトレーニングを施行した。これまで８名の医師を対象に、追いトレでトレーニングを行った群と行わなかった群に分けて実際にカダバーラボでS状結腸切除術を執刀してもらい、その手技の評価を施行した。被検者の主観的な技術向上感は認められたため、現在客観的な技術評価を施行中である。
また、ロボット支援手術の教育システム開発については、3Dで録画されたロボット支援手術動画（胃切除術、直腸切除術）を教材用に分節化して編集し、直腸手術に関しては共同研究者とともにVRを用いたプロトタイプを作製した。現在ユーザビリティの向上へ向けて微調整を行っている。
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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
研究実施計画の中で、視野共有法によるヒト腹腔鏡下S状結腸切除術の手術教育システムの開発においては、おおむね順調に進展していると考えられる。実際のヒトの腹腔鏡下S状結腸切除術の動画を使って、視野共有法を用いたトレーニングシステム（追いトレ）のプロトタイプ作製が終了し、カダバーラボによる評価を行った（追いトレ群4名、コントロール群4名の研修医）。コロナ禍のため、進捗はやや遅れたものの、現在その手術に関する評価および解析・考察を進めている。これについては、教材作製に関する倫理審査、およびカダバーラボによるトレーニングとその評価に関する倫理審査を受けて承認されており、適正に研究の倫理性を担保しつつ進めている。
また、視野共有とヘッドマウントディスプレイによるロボット支援手術の追体験没入型教育システム開発に関しては、令和3年度はロボット支援手術の動画の編集作業が終了した。この教材用動画をヘッドマウントディスプレイ（Oculus Quest 2）にインストールし、付属の入力装置で操作するプロトタイプを作成した。この操作性の検証を実施しつつ最適化を引き続き継続している。また、入力装置を付属のものではなく自身の指で行うことで、より簡便にトレーニングを施行できるよう開発を行った。これらの点に関しても、コロナ禍のため進捗はやや遅れたものの、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
視野共有法によるヒト腹腔鏡下S状結腸切除術の手術教育システムの開発については、カダバーラボにおける評価を客観的に行い、定量的に解析および考察していく予定である。
視野共有とHMDによるロボット支援手術の追体験没入型教育システム開発については、プロトタイプの動作検証および最適化を進めている。仮想鉗子の開発や、仮想鉗子とともに動作するアプリケーションの開発も行う予定である。仮想鉗子を、没入感を失わずにより簡略化し、いつでもどこでも有効で継続可能なトレーニングを実現できるシステムを開発していく予定である。また、一方でより作りこんでリアリティを高めたシステム開発も行っており、こちらも共同研究者と対面やウェブでディスカッションし最適化しながら進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
COVID-19のパンデミックに伴う研究者会議の延期や、集合しての評価の開催が困難になったことなども相まって、備品や消耗品の購入の時期がずれ込んだため。2020および2021年度に購入予定であった備品消耗品を2022年度に購入・使用予定である。
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