Augmented realityを利用した追体験型内視鏡手術教育システムの開発

• 研究課題/領域番号: 19K09742
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56030:泌尿器科学関連
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 松田 公志 関西医科大学, その他部局等, 病院長 (20192338)
• 研究分担者: 木下 秀文 関西医科大学, 医学部, 教授 (30324635) ; 吉田 健志 関西医科大学, 医学部, 非常勤講師 (40572673) ; 安藤 英由樹 大阪芸術大学, 芸術学部, 教授 (70447035)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 手術教育 / ロボット手術 / 膀胱尿道吻合 / VR / 追いトレ / 追体験 / ３D / 腹腔鏡 / トレーニング / 手術技術教育

研究開始時の研究の概要

内視鏡手術の安全性を鑑み、質の高い手術教育が求められている。Virtual reality 環境下のトレーニングシステムの開発が進められているが、コスト面や可搬性の問題から普及が進んでいない。諸問題をクリアすべくAugmented realityを利用したシステム開発が進められている。本研究では、ロボット補助下前立腺手術に着目し、熟練者の手術操作記録画像を修練者が追体験し、手術手技の流れを学習する“新規AR教育システム”を作成することを目的とする。立体画面表示を特徴としたロボット手術環境下で、感覚・運動などの非言語情報を熟練者修練者間で共有することは、教育の効率化に繋がる。

研究成果の概要

以前開発した腹腔鏡技術教育システムを応用し、ロボット手術における新たな教育方法の開発を行った。この方法では熟練者の手術映像に半透明になった自分の手を重ね合わせて真似をすることでその手技を習得する追体験型教育システム（追いトレ）を利用している。技術的に高度で実現が難しかった３D画像での追いトレシステム開発に成功し、ロボット手術と同様に手技の練習を行えるようになった。また、練習媒体を市販されているVRヘッドマウントディスプレイに組み込むことで、場所を制限することなく利用可能となった。また、同時により練習に適した骨盤臓器モデルも開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

２D映像での追いトレから発展させ、３D映像での追いトレを実現させた。つまり研究に連続性があり、発展性を含む課題であると考える。また、ロボット手術教育において、問題と考えているのが、CGシュミレーターによる基礎的な動作トレーニングしかない点である。この追いトレシステムにより、実際の手術映像を用い、自分の手を動かして、没入感のあるトレーニングが可能となった。また、VRヘッドマウントディスプレイにより練習しやすくなったことで、この教育法が普及安くなったと考える。また、一般的な医学教材における高額な費用と比較すると市販のVR機材は圧倒的に安価で利用可能である。