Development of Surgical Educational Methods to Relieve the Expert's Motion of Surgery by Use of Augmented Reality

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09362
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 木下 秀文 関西医科大学, 医学部, 教授 (30324635)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢西 正明 関西医科大学, 医学部, 講師 (70411551) ; 安藤 英由樹 大阪芸術大学, 芸術学部, 教授 (70447035) ; 杉 素彦 関西医科大学, 医学部, 講師 (80298869) ; 谷口 久哲 関西医科大学, 医学部, 講師 (90460815)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: augment reality / 手術評価 / 追いトレ / エルゴノミクス / 手術動作 / 手術教育

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、患者さんが安心して手術を受けられるように、医師に対する新しい手術教育法を開発します。
手術教育の難しさは、手術時の手や躯体の動きを教えることになりますが、これを言語化することが困難であり、理論的に教育することが困難でした。この研究では、エキスパートの手の動きを、初心者がまねることにより（追体験をしながら）習得していく手法をとります。
DaVinci による前立腺全摘出術の教育法を第一段階として開発していますが、シミュレーションシステムが、80％程度完成し、実用化まであと一歩のところまで来ています。
３D画像の処理が問題でしたが、side by side の動画に変換することにより、３Dの動画で追体験できるようになりました。
今後、上記のARを用いた追体験型シミュレーションシステムの有用性を解析検討します。学会などの展示ブースで、多人数のデータを集積することを予定しています。
さらに、このようなシミュレーションシステムの基本となる手術動画ですが、上記で述べた、side by sideの３D動画のライブラリーの作成に向けて、記録システムと、配信システムの構築も行っていく予定です。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

シミュレーターの開発や、３D動画の合成と閲覧に耐えうる画質の維持、という点で、開発に成功しています。
コロナ等の影響で、多人数の解析が開始できていないが、基本となるシステムは構築できているため、コロナによる行動制限がほぼなくなれば、学会などでブースを作成し、多人数の解析が行えるようになると考えている。

Strategy for Future Research Activity

ARを用いた追体験型シミュレーションシステムの有効性を、尿道膀胱吻合モデルを用いて検証、解析する。
これはある程度の人数が一同の場に会した状態で行うのが理想的であり、例えば学会の展示ブースなどで、行うことを計画していた。
しかしながら、コロナ感染症により、学会が対面でなく、研究の遂行がやや遅れていたが、本年度は、秋くらいから対面の学会も開催される可能性が高く、そのような場で、実際にシミュレーターを動かして、データの集積を行う予定である。

Causes of Carryover

コロナにより、医師の集合的な解析検討が困難で研究にやや遅れが発生している（主に、学会などの場で、機器を実際に動かしてもらいデータを収集する必要がある）。ただし、徐々に、学会や研究会を対面で行うことが許可されており、データ収集の場も増えるので、研究には問題ないと思われる。
その分、本年の予算執行が次年度に持ち越しとなる。