2021 Fiscal Year Research-status Report
An alarm device development using micro orbital vibrations for complications during endoscopic sinus surgery
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20K09721
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
伊藤 伸 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80365577)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 内視鏡下副鼻腔手術 / ESS / マイクロデブリッター / 副損傷 / PVDFフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内視鏡下副鼻腔手術（以下ESS）は慢性副鼻腔炎を代表とする鼻・副鼻腔疾患の標準的治療として位置づけられているが、様々な医原性副損傷を来すことが報告されている。これら副損傷で最も多いのは、眼窩副損傷であり、とりわけ眼窩壁損傷が最多である。眼窩壁損傷を来した場合でも、眼窩侵入などの軽度障害であれば、眼球運動障害を引き起こす可能性は低いが、マイクロデブリッター（以下ＭＤ）のようなpowered instrumentを使用して副損傷が生じた場合には、外眼筋損傷などの高度障害が引き起こされることが予想される。我々は、PVDFフィルムによる眼球・眼窩振動測定で得られた計測値が眼窩損傷の危険察知の指標となり得るか検討してきた。MDがもたらす微小振動に注目し、測定で得た振幅値の左右比を解析した。症例ごとに振幅比の傾向に違いがあるが，80 Hz、160 Hz帯域の振幅比に注目することで要注意状態と安全状態を判別できる可能性が示唆されている。特徴的な振動をＭＤがもたらすことが分かってきたが、同時に危険状態を評価するシステムの開発も必要となる。そこで、我々は危険度の識別にAIを用いることを試みた。機械学習を用いて、以前に得た振動データからMDの位置推定（安全、注意、危険）を行ったところ3者の分類が可能であると考えられた。現在は、より精度向上のためサポートベクターマシン（以下SVM）やニューラルネットワーク（以下NN）を用いた比較検討をしている。また、測定精度の向上のためPVDFの左右差をリアルタイムに補正できるようPC制御用プログラムの導入と機材の改良を行い、新型コロナウイルスパンデミックによる実地計測が中断となっている期間に他素材を用いて眼窩モデルを作成し改良点の検証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
COVID-19パンデミックの影響が数年に及び、鼻科手術の休止、延期期間があり、それに伴いESS件数も減少した。その後はESSの件数は徐々に回復基調ではあるもののコロナ前には回復していない。本研究の実施環境に関しても制約があり、感染症防御の観点から手術室への測定機材の搬入や、協力を得ている電気通信大学の関係者の病院への立ち入りは未だに実現していない。前記の理由により今年度は実地での新規計測データを得ることが全くできなかったため以前得たデータに機械学習（SVM、NN）を用いて再評価し複数の方法で危険度の判別が行えることを確認し、測定精度向上のためゆで卵を用いて眼窩モデルを自己で作成し補正方法の改善に努めざるを得なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究協力者が手術室に入室できない期間が継続することを考慮して術者と測定者を同時に兼務できるような計測システムの構築を模索しミーティングを行ったが、結論としては2つを兼務することは現実的には困難と考えた。今後も測定に関しては、機材トラブルに迅速に対応するため機材やプログラムに造詣の深い電気通信大学小池研究室に協力していただき、ESS術者は手術に集中することが本研究の遂行には最も適していると考えた。本研究は何よりも手術における実地測定を再開できないと進まない。パンデミックが収束した際に即座に実地に取り組めるよう機材や手術室周辺環境を総括して研究環境の整備を進めておくことが推進方策となる。
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| Causes of Carryover |
前述のように、本研究の実施環境に関しても制約があり、予定していた実地計測が実施できなかったことや、学会においてもオンデマンドでの出席がほとんどなり、情報収集・意見交換の場が極端に減少してしまったことなどが次年度の使用額が生じた理由となる。COVID-19のパンデミックが収束し研究環境が改善した際に早期に実地測定を開始し、そのデータを分析に関わる費用が主となる。また、鼻科手術にかかわる学会、研究会へ積極的に参加し情報収集する予定である。
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Research Products
(3 results)
