2024 Fiscal Year Final Research Report

Comprehensive Learning and Treatment Support System for Congenital Organ Malformation Using 3D Holographic Visualization

Research Project

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Project/Area Number	22K02918
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 09070:Educational technology-related
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	IKEE Takamasa 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (90363613)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	家入里志鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (00363359) 大西峻鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (10614638) 村上雅一鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (40825361) 加治建久留米大学, 医学部, 教授 (50315420) 植村宗則神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (50636157) 杉本真樹帝京大学, 付置研究所, 教授 (70398733) 武藤充鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70404522) 春松敏夫鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70614642) 山田耕嗣鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80528042)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	小児外科 / Mixed Reality / ３Dホログラム / 先天性疾患 / 手術ナビゲーション / 内視鏡外科手術シミュレータ / 医学教育
Outline of Final Research Achievements	This study aimed to develop an educational and clinical support system for congenital pediatric disorders using Mixed Reality (MR) technology. Medical imaging data (CT/MRI in DICOM format) were converted into 3D polygonal models through organ segmentation and reconstructed as volumetric 3D holograms. These were projected into real space using MR goggles. A comparative analysis was conducted with medical students and residents to assess anatomical understanding using three modalities: 2D images, conventional 3D models, and MR-based holograms. Results showed significantly higher comprehension in the 3D and MR groups than in the 2D group. Visualizing rare and diverse congenital anomalies with holograms proved beneficial for both education and surgical planning. This study demonstrates the value of MR in improving disease understanding and clinical decision-making, highlighting its academic significance and originality in pediatric surgical education.
Free Research Field	小児外科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	我が国は医療及び民生分野の映像機器において世界をリードする技術を有しており, 世界に先駆けて高精細内視鏡を開発実用化、世界初の8K内視鏡を開発し、臨床応用に成功した。しかしそれらの教育的有用性に関する学術的評価とエビデンスの発信が不足している。本研究ではMR技術を活用し、小児の先天性疾患を3Dホログラムとして提示することで、医学生・研修医の疾患理解の向上や小児外科医の術式選択支援への有効性を検証し、教育と臨床を結ぶ新たな支援システムの構築を目指した。