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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高密度情報誘導手術環境を支援する手術工程解析法と評価システムの開発

Research Project

Project/Area Number 22650115
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

中村 亮一  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30366356)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 孝司  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (00468688)
村垣 善浩  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70210028)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords手術ナビゲーション / 工程解析 / 作業評価 / スケジューリング / 分布解析
Research Abstract

本年度は昨年度までの成果を基に,以下の項目について以下の研究を行った.
①情報解析による治療工程ステージ分類アルゴリズムの開発:手術室内スタッフ・機器情報からの工程分析と作業分析
昨年度開発した4カメラによる動態分析法をもちいて,術中MRI誘導下脳腫瘍摘出術における作業工程と動線の関係について特長を解析した.その結果,動線の長さにより得られる移動量と手術室入り口方向の動線を統計解析した際の偏差を分析することにより,開頭工程から術中MRI撮影工程への遷移,最終術中MRI撮影工程から閉頭工程への遷移タイミングに特徴的な動線解析値が得られることが明らかとなった.
②より複雑な工程を持つ手術の自動工程分離,工程内進捗評価と工程ごとの作業内容評価法の開発
昨年までに開発した術中MRI誘導下脳腫瘍摘出術用工程解析システムを,より複雑な工程を持つ腹腔鏡下胆嚢摘出術に応用した新しいシステムを構築した.ナビゲーションにて記録した術具位置ログデータ,術具種類情報,胆嚢モデルデータから作業ステージ,進捗度を自動同定・提示すると共に,術具位置ログデータの分布領域を解析することにより,手技の内容を客観評価するアルゴリズムを実装した.ファントムを用いた腹腔鏡下胆嚢摘出術シミュレーション25症例を分析した結果,症例経験の多い医師は作業位置ログ分布が小さく密集し,また作業ターゲット周辺での作業時間は短い一方で術具移動速度は低く,作業を丁寧かつ無駄なく効率的に行っている可能性が定量的に示された.

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Automatic surgical workflow estimation method for brain tumor resection using surgical navigation information2012

    • Author(s)
      Ryoichi Nakamura
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 24 Pages: 791-801

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Medical Image Processing for Intuitive Navigation and Surgical Workflow Analysis2013

    • Author(s)
      Ryoichi Nakamura
    • Organizer
      ICC Chiba Color Experts' day 2013
    • Place of Presentation
      Chiba
    • Year and Date
      2013-02-02
  • [Presentation] 子宮内及び等張液充填環境における革新的情報誘導内視鏡外科の創成 - WaFLES技術による高速3Dリアルタイムナビゲーションと手術工程分析 -,2012

    • Author(s)
      中村亮一
    • Organizer
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2012) オーガナイズドセッション「実学としての医工融合研究と医工ものづくりシステム」
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121218-20121220
  • [Presentation] 手術ナビゲーションを作業記録装置として利用した腹腔鏡下胆嚢摘出術の手術工程解析法の提案と評価2012

    • Author(s)
      杉野貴明
    • Organizer
      第25回日本内視鏡外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20121206-20121208
  • [Presentation] 匠の技の定量化:ナビゲーション医療機器の手術環境評価への可能性2012

    • Author(s)
      中村亮一
    • Organizer
      第21回日本コンピュータ外科学会 シンポジウム「匠の技と先端技術の融合-医工連携の問題点-」
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      20121102-20121104
  • [Presentation] 手術ナビゲーションシステムを記録媒体として用いた腹腔鏡下胆嚢摘出術の工程解析法2012

    • Author(s)
      杉野貴明
    • Organizer
      第21回日本コンピュータ外科学会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      20121102-20121104
  • [Presentation] オクル-ジョンを考慮した複数カメラによる手術室内人員動線計測2012

    • Author(s)
      大塚亮,志村洋輔,鈴木孝司,佐藤生馬,中村亮一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012(ROBOMEC2012)
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      20120527-29
  • [Presentation] Method for End Time Prediction of Brain Tumor Resections Using Analysis of Surgical Navigation Information and Tumor Size Characteristics2012

    • Author(s)
      Ryoichi Nakamura
    • Organizer
      2012 the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (WC2012)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20120526-20120526
  • [Presentation] ナビゲーション情報を利用した手術工程解析:腹腔鏡下胆嚢摘出術への応用2012

    • Author(s)
      杉野貴明
    • Organizer
      第51回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120510-20120512
  • [Presentation] Analysis of the Surgical Workflow during Laparoscopic Cholecystectomy using Surgical Navigation Information2012

    • Author(s)
      Takaaki Sugino, Hiroshi Kawahira, Tomoaki Aizawa, Ryoichi Nakamura
    • Organizer
      The 8th Asian Conference on Computer Aided Surgery
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20120327-28
  • [Presentation] Wafles環境とナビゲーション技術による次世代情報誘導内視鏡下手術への挑戦

    • Author(s)
      中村亮一
    • Organizer
      第25回日本内視鏡外科学会総会 特別ワークショップ「手術ナビゲーションはどこまで進化したか?」
    • Place of Presentation
      横浜
    • Invited
  • [Presentation] Navigation-based intuitive guidance and analysys for robotics in minimally invasive surgery

    • Author(s)
      Ryoichi Nakamura
    • Organizer
      Workshop on Future trends on Medical Robotics, IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob2012)
    • Place of Presentation
      Rome, Italy
    • Invited
  • [Presentation] 手術ナビゲーション情報を用いた手術手技・環境の自動計測・分析・予測手法の開発

    • Author(s)
      中村亮一
    • Organizer
      第51回日本生体医工学会大会 シンポジウム「低侵襲治療技術・生活支援技術とコンピュータ支援技術の現状と将来」
    • Place of Presentation
      福岡
  • [Remarks] 手術情報収集と術式工程解析・進捗情報分析

    • URL

      http://www.tms.chiba-u.jp/~nakamura/surg_info/proc_analy.htm

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 手術工程解析プログラム2013

    • Inventor(s)
      中村亮一,杉野貴明
    • Industrial Property Rights Holder
      中村亮一,杉野貴明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-017956号
    • Filing Date
      2013-01-31

URL: 

Published: 2014-07-24  

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