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2016 Fiscal Year Research-status Report

生体質感造形3Dプリンターによる臓器立体モデル腹腔鏡手術支援システムの確立

Research Project

Project/Area Number 26461910
Research InstitutionInternational University of Health and Welfare

Principal Investigator

杉本 真樹  国際医療福祉大学, 医療福祉学研究科, 准教授 (70398733)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords手術支援 / 3Dプリンター / 生体質感造形
Outline of Annual Research Achievements

内視鏡手術, 特に腹腔鏡手術の安全性,正確性の向上を目的として,申請者が発明した特許技術である生体質感造形技術を用い, 従来にない3Dプリンターと生体の質感の立体再現による直感的臓器立体モデル手術支援教育システムを確立した. 医用デジタル画像解析データから, 多素材混合3Dプリンターにて肝臓,腎臓, 消化管, 血管などを立体造形し, 主に腹腔臓器の形状と機能を同時に可視化・可触化した臓器モデルを作製した. これを用い実際に手術手技を実施後, 臨床での実際の手術とビデオ映像などで比較参照し, 手術内容を検証, 術者の手技, 手術の難易度, 機器使用の適切さ, モデルの改良点を評価した. これらを国内外の学会研究会、論文などに報告した。
平成28年度は手術トレーニングとして, 肝臓, 腎臓, 消化管を対象とした腹腔鏡手術の基本手技を再現し, その習熟度を点数化迄を予定したが、主任研究者の所属先が神戸から東京に移動となり、研究継続施設の立ち上げや機材の移転、予算管理の移行などに時間を要したため、 当初の予定であった、ラーニングカーブの経時的作製や, 熟練度の異なる外科医間での難易度解離の要因要素解析などは次年度へ研究期間を延長し、継続して行うこととした。
またこれらをロボット手術と開腹手術でも有用性評価を行い,改良する予定である。また.熟練・若手外科医でのトレーニング効果の比較と臨床での評価を行い、確実で正確安全な手術手技を再現できる外科手技修練法の確立を目標とした研究を継続予定である。
その一部の成果により、VR Creative Award 2016 優秀賞(2016.6)、日本コンピュータ外科学会2015年度CAS Young Investigator Award シルバー賞(日立賞)(2016.11.26)、Microsoft Innovation Award 優秀賞 (2017.3.22)、第58回科学技術映像祭優秀賞 (2017.4)を受賞した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

主任研究者の所属先が神戸から東京に移動となり、研究継続施設の立ち上げや機材の移転、予算管理の移行などに時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定であった、ラーニングカーブの経時的作製や, 熟練度の異なる外科医間での難易度解離の要因要素解析などは次年度へ研究期間を延長し、継続して行うこととした。
またこれらをロボット手術と開腹手術でも有用性評価を行い,改良する予定である。また.熟練・若手外科医でのトレーニング効果の比較と臨床での評価を行い、確実で正確安全な手術手技を再現できる外科手技修練法の確立を目標とした研究を継続予定である。

Causes of Carryover

主任研究者の所属先が神戸から東京に移動となり、研究継続施設の立ち上げや機材の移転、予算管理の移行などに時間を要したため、次年度に研究を継続する予定である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

造形素材樹脂・薬品に40万円、国内外の調査・研究旅費、学会発表旅費に10万円、通信費に10万円を予定している。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional printing and biotexture modeling for preoperative simulation in living donor liver transplantation for small infants.2016

    • Author(s)
      Soejima Y, Taguchi T, Sugimoto M, Hayashida M, Yoshizumi T, Ikegami T, Uchiyama H, Shirabe K, Maehara Y.
    • Journal Title

      Liver Transpl

      Volume: 22 Pages: 1610-1614

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Patient-Specific 3D Printed Kidney Designed for "4D" Surgical Navigation-a Novel Aid to Facilitate Minimally Invasive Off-Clamp Partial Nephrectomy in Complex Tumor Cases.2016

    • Author(s)
      Komai Y, Sugimoto M, Gotohda N, Matsubara N, Kobayashi T, Sakai Y, Shiga Y, Saito N.
    • Journal Title

      UROLOGY

      Volume: 91 Pages: 226-233

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自己投射性と双方向性を実現したvirtual realityと仮想ホログラフィー拡張現実による没入型手術ナビゲーション2016

    • Author(s)
      杉本真樹, 志賀淑之 , 安部光洋 , 亀山周二 , 東健.
    • Journal Title

      日本外科学会雑誌

      Volume: 117 Pages: 387-394

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 仮想現実VR, 拡張現実AR, プロジェクションマッピング, ホログラフィーによる人間中心設計HCDに基づく肝胆膵手術支援2016

    • Author(s)
      杉本真樹,東 健
    • Journal Title

      手術

      Volume: 70 Pages: 169-175

  • [Journal Article] ウェアラブル機器と仮想現実VR の可能性:「情報が身の回りにある」メリットを医療現場にどう生かすか?2016

    • Author(s)
      杉本真樹
    • Journal Title

      Japan Medical Society

      Volume: 230 Pages: 26-27

  • [Journal Article] VR・AR・MR における三次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性の比較による個別化医療手術支援の最適化2016

    • Author(s)
      杉本真樹,志賀淑之,安部光洋,齊川周,東健
    • Journal Title

      日本コンピュータ外科学会誌J JSCAS

      Volume: 18 Pages: 278-279

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Integration of patient-based immersive virtual reality, holographic augmented reality, and bio-elastic 3D organ printing for image guided laparoscopic surgery Emerging technology2017

    • Author(s)
      Maki Sugimoto
    • Organizer
      SAGES 2017 米国消化器内視鏡外科学会2017 Annual Meeting Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons
    • Place of Presentation
      Houston, TX USA
    • Year and Date
      2017-03-22 – 2017-03-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immersive VR, AR, MR, and holography surgical navigation using VR-HMD, VIVE, Oculus, Google Tango, zSpace, and HoloLens2017

    • Author(s)
      Maki Sugimoto
    • Organizer
      SAGES 2017 米国消化器内視鏡外科学会2017 Annual Meeting Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons
    • Place of Presentation
      Houston, TX USA
    • Year and Date
      2017-03-22 – 2017-03-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 患者個別全天球立体視画像と没入型頭位追従拡張現実HMDによる腹腔鏡・ ロボット支援内視鏡手術支援2016

    • Author(s)
      杉本 真樹 志賀 淑之
    • Organizer
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [Presentation] 鉗子先端装着型超小型細径LED内視鏡の開発による拡大近接斜視効果の検討2016

    • Author(s)
      杉本 真樹
    • Organizer
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [Presentation] 超小型細径LEDカメラによるモバイル腹腔鏡システムの開発2016

    • Author(s)
      杉本 真樹
    • Organizer
      第29回日本内視鏡外科学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [Presentation] VR・AR・MRにおける三次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性の比較による個別化医療手術支援の最適化に関する検討2016

    • Author(s)
      杉本 真樹, 東 健
    • Organizer
      第25回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-11-26 – 2016-11-26
  • [Presentation] Wet-3Dプリンタ生体質感臓器レプリカとホログラム拡張現実感を融合した可触化VR手術シミュレーション2016

    • Author(s)
      杉本 真樹, 東 健
    • Organizer
      日本消化器関連学会JDDW2016 日本消化器外科学会・日本消化器病学会・日本肝臓学会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [Presentation] Virtual reality3要素(3次元空間性・実時間相互作用性・自己投射性)を伴うヘッドマウント型手術支援・教育システム2016

    • Author(s)
      杉本 真樹, 東 健
    • Organizer
      日本消化器関連学会JDDW2016 日本消化器外科学会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [Presentation] Wearable augmented reality image guided navigation using laser retina projection eyewear in laparoscopic surgery2016

    • Author(s)
      Maki Sugimoto
    • Organizer
      欧州内視鏡外科学会世界大会 24th International congress of the EAES
    • Place of Presentation
      Amsterdam
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 医療Virtual Realityにおける空間性・実時間相互作用性・自己投射性と生体質感臓器立体モデリング2016

    • Author(s)
      杉本 真樹
    • Organizer
      第52回日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-16
  • [Presentation] 人間の能力を拡張するVR シミュレーション医療2016

    • Author(s)
      杉本 真樹
    • Organizer
      ITヘルスケア学会第10回記念学術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-22
    • Invited
  • [Presentation] 3D image application for preoperative simulation and surgical training2016

    • Author(s)
      Maki Sugimoto
    • Organizer
      第24回アジア心臓血管・胸部外科学会ASCVTS 2016 24th Annual Meeting of Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS)
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-04-06 – 2016-04-10
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] VR/AR 医療の衝撃2017

    • Author(s)
      杉本真樹
    • Total Pages
      96
    • Publisher
      ボーンデジタル
  • [Book] 医用画像3Dモデリング・3Dプリンター活用実践ガイド2016

    • Author(s)
      杉本真樹
    • Total Pages
      320
    • Publisher
      技術評論社
  • [Book] 「バイオ・医療への3Dプリンティング技術の開発最前線」P77-85,BIOTEXTURE生体質感造形技術によるバイオ触感実物大臓器立体モデルを用いた外科手術支援と生体反応シミュレーション教育2016

    • Author(s)
      杉本真樹
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      (株)シーエムシー・リサーチ

URL: 

Published: 2018-01-16  

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