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術中ホログラフィーと視線提示機能を用いた腹腔鏡手術支援教育システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12836
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90130:医用システム関連
研究機関医療法人社団あんしん会四谷メディカルキューブ(臨床研究管理部)

研究代表者

北川 美智子  医療法人社団あんしん会四谷メディカルキューブ(臨床研究管理部), 外科・内視鏡外科, 医師 (50747384)

研究分担者 杉本 真樹  帝京大学, 付置研究所, 教授 (70398733)
春田 英律  医療法人社団あんしん会四谷メディカルキューブ(臨床研究管理部), 外科・内視鏡外科, 医師 (20406143)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードVirtual reality (VR) / MIxed reality (MR) / holography navigation / 空間認識力補強 / 手術支援画像 / 腹腔鏡下手術支援システム / 手術の安全性 / 術者経験年数 / Virtual Reality (VR) / Mixed Reality (MR) / 空間認識力 / Mixed reality / Virtuar reality / Virtual reality / 腹腔鏡手術 / HoloLens / Virtual Reality / 手術支援法 / 空間認識能力 / 視線提示機能 / ヴァーチャルリアリティ(VR) / 手術支援 / 教育システム / ナビゲーション
研究開始時の研究の概要

腹腔鏡手術は、CTなどから各臓器の立体像を想像して解剖を把握し手術を行うが、平面画像から瞬時に立体像を想像するには経験を要する。
そこで我々は、市販のVirtual Reality(VR)端末にて術野空間に臓器をホログラム表示すれば直観的に解剖を把握でき、その結果解剖誤認による臓器損傷を低減できるのではと考えた。また、術者目線を可視化する視線提示機能の付加により暗黙知が形式知化され、効率的に手術手技習得ができる可能性を発見した。
本研究の目的はVR端末を用いた手術支援法の確立と効率的な手術手技取得法の開発であり、将来的に日本内視鏡外科学会技術認定医の短期養成と術中合併症発生率低減を目標とする。

研究成果の概要

腹腔鏡手術は画面に映る臓器を頭の中で立体像に再構築して解剖把握し手術を行うが、瞬時に立体像を想像するには高い空間認識力を必要とし、その習得には時間がかかる。そこで頭部搭載型Mixed-reality(MR)端末により術野空間に立体像を表示すれば術者は直感的に解剖を把握することができ、結果的に腹腔鏡手術の安全性を向上させることができるのではないかと考え、MR端末使用下での腹腔鏡下胆嚢摘出術と従来の手術とを比較し、MR端末使用手術の安全性と有用性を検討した。その結果、MR端末使用手術の安全性は従来手術の劣らないが、有用性に関しては術者の経験値に左右される可能性があることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ホログラム提示機能を有する頭部搭載型MR端末使用下腹腔鏡下胆嚢摘出術の安全性は従来の2D画像を手術支援画像として用いた手術に劣らないことが判明したが、有用性に関しては術者経験値により評価がわかれることが判明した。理由として既に高い空間認識力を持つ熟練者を執刀医とした事。高度炎症例を除外し解剖理解しやすい症例のみを適応とした事が考えられる。
feasibilityは確認できたため、今後は経験の浅い医師を術者とした場合や解剖理解が難しい高度炎症例にも対象を広げ、MR端末が術者の空間認識力を補強し手術の安全性向上に役立つかどうかについてさらなる研究を進める必要がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Intraoperative holography navigation using a mixed-reality wearable computer during laparoscopic cholecystectomy2022

    • 著者名/発表者名
      Michiko Kitagawa , Maki Sugimoto , Hidenori Haruta , Akiko Umezawa , Yoshimochi Kurokawa
    • 雑誌名

      Surgery

      巻: 171 号: 4 ページ: 1006

    • DOI

      10.1016/j.surg.2021.10.004

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mixed Realityによる術中ホログラムを用いた単孔式腹腔鏡下胆嚢摘出術の一例2023

    • 著者名/発表者名
      北川美智子、杉本真樹、春田英律、梅澤昭子、黒川良望
    • 学会等名
      第10回Reduced Port Surgery Forum
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腹腔鏡下胆嚢摘出術における,術者の空間認識力補強を目的としたホログラムナビゲーションシステムの検討2022

    • 著者名/発表者名
      北川美智子、杉本真樹、春田英律、梅澤昭子、黒川良望
    • 学会等名
      第35回内視鏡外科学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mixed Realityによる術中ホログラフィー提示下単孔式腹腔鏡下胆嚢摘出術の一例2022

    • 著者名/発表者名
      北川 美智子 杉本 真樹 、千葉 蒔七 、山本 海介 、春田 英律 、梅澤 昭子 、黒川 良望
    • 学会等名
      第9回Reduced Port Surgery Forum
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Surgery and Operating Room Innovation2020

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takenoshita Hiroshi Yasuhara editors
    • 総ページ数
      131
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811589782
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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