2021 Fiscal Year Annual Research Report
VR(バーチャルリアリティ）を用いた解剖学運動学教育の教育効果研究
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21H00904
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菅本 一臣 大阪大学, 大学院工学研究科, 招へい教授 (40294061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 昌一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20216063)
玉城 雅史 大阪大学, キャンパスライフ健康支援・相談センター, 助手 (90837535)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティー / 臓器3次元形状 / 骨関節3次元動態 / ビッグデータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の解剖学書および運動学書には重要な欠点があった。3次元構造をした人体臓器構造を学ぶことや骨関節を中心とした3次元の体の動きを理解させるには不十分であった。そのうえ、従来の解剖学書は屍体を用いられているが、生きた人間の臓器3次元形状および骨関節の3次元動態を学べるものではなかった。これらの問題点を克服するために、医療以外で多く用いられているVRシステムを用いて教育を行うためのVR作成を目指した。その中で我々の教室ではMRIを用いた画像解析システムを独自に開発しているが、本研究手法を用いることにより臓器の半自動的データ抽出が可能となり、臓器の3次元形状を求めることができる。また多肢位で撮影した画像デー タから生きた人間における骨関節の3次元動態を世界で初めて解析できるようになっている。その技術を用いて１． 人体臓器のコンピュータグラフィック化 上述したように人体臓器の3次元形状ビッグデータはすでに取得しているので、この情報を用いて、まず臓器の平均形状モデルをコンピュータグラフィックスで作成した。２． VRシステム開発 上記で作成した人体臓器３次元モデルをVR上で閲覧できるようにシステムを構築した。それらを統合させることによって、運動学をVRで学ぶ教育ツールを完成させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究計画ではVRを用いた革新的な解剖学運動学教育ツールを作成することを目的としていて、それを達成するためには人体の臓器形状および、骨関節3次元動態のビッグデータを取得している必要があった。膨大なデータを我々の施設ではすでに取得していたが、一部のデータは欠損しており、そのデータの収集のためには健常ボランティアを集めて、各被験者にMRI撮影を行い、そのデータを追加する必要があった。しかし、残念なことに一昨年から発生した予期もしないコロナ禍により、１）被験者を公募しても集まらない。２）コロナによるクラスター発生を嫌ってMRI撮影施設を借りることができない。という想定外のことが起きてしまった。幸いにして2022年に入り幾分コロナ禍が終息する兆しがみられていて、MRI撮影も順調に行うことができ、不足していたデータも収集もほぼ完了している。最終的にMRI撮影は一年半の遅れとなったが、不幸中の幸いでこの間は遅れた研究を取り返すための様々な工夫が提案されており、それによって提案した研究は現時点では1年遅れとはなるものの、それを完了できる見通しとなっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ禍によって一年遅れとはなったものの、現在不足していたMRIデータは順調に集めることができた。これをもとに、「運動学VR」を作成した。完成された「運動学VR」は人間の生きた骨関節の3次元の動きをヘッドマウントディスプレーで学ぶことができるもので、今後はその教育効果判定も開始する予定である。また今後作成予定の「解剖学VR」に必要なMRI画像データは今回のMRI撮影の際に同時にほぼ取得できていることになり、「解剖学VR」 を作成する予定としている。一年を延期せざるを得なかった半面、どのような「解剖学VR」を作成すべきかがさまざまに検討されたが、当初の研究計画では単に人体を次元化したもののみを作成予定であった。しかし、対象となる学生が医療系学生であるために将来の医療画像（CTやMRI、超音波装置など）に精通できるように、人体の断面画像の閲覧も同時にできるようにVRの開発を行う予定である。
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