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スマートデバイスを用いたマイクロサージャリートレーニングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K18921
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56070:形成外科学関連
研究機関公益財団法人がん研究会

研究代表者

辛川 領  公益財団法人がん研究会, 有明病院 形成外科, 副医長 (60802171)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードマイクロサージャリー / 手術トレーニング / スマートデバイス / 医工連携
研究開始時の研究の概要

0.5~2.0mmの血管や神経を確実に吻合するマイクロサージャリーは高難度で専門性の高い技術であるにも関わらず、マイクロサージャリーを行う医師が育つ環境が非常に限られているのが現状である。医工連携とICTの活用によって、スマートデバイス及び安価かつ容易で導入可能な既存の装置や技術を、新たに開発するソフトウェアで統合し、アプリケーション化することで、「安価に誰もが普遍的なデバイスを用いてマイクロサージャリーという特殊な技術を敷居低く学べるトレーニングシステムを開発すること」を目的とする。このシステムが開発されれば、本邦から海外に広く発信できる技術開発など、幅広い分野に波及することが期待できる。

研究成果の概要

①立体視を可能とするために、USB顕微鏡カメラ2台使用したステレオカメラを作成しARシステムを用いたトレーニングシステムを開発。②試作システムのアクセス性、解像度、立体感、遅延について妥当性評価を行い、開発システムの遅延時間は180msと許容範囲内であり、立体視が可能であった。③専門医の手技の見本映像を教師映像として、VRヘッドマウントディスプレイ内表示機能を実装。血管吻合手技を84工程に分解し、それぞれのトレース式見本映像をトレーニング術野に重畳、視差調整を容易にするソフトウェアを実装した。④初学者にARシステムを使用してもらい、手技の向上を評価し、トレース式システムの有用性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今後スマートグラスなどの普及により、ヘッドマウントディスプレイの価格が下がれば、本マイクロサージャリートレーニングシステムが低コストで容易で効率的に手術練習が可能となる環境が整備されることが予想される。マイクロサージャリーの技術が広まっていない国内の地方や、ひいては発展途上国において、マイクロサージャリー技術の普及に大きく貢献する可能性がある。スマートデバイスの機能を生かし、遠隔指導が可能となるようビデオチャット機能、熟達者の手術動画の充実、練習者のトレーニング動画の解析機能などをさらに今後実装することでより効率的なトレーニングシステムに繋がると考えられる。

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

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Super-Microsurgical training using the chick embryos within the “Egg-in-Cube” system.2023

    • 著者名/発表者名
      Karakawa R, Yoshimatsu H, Nakatsuka K, Fuse Y, Nishiyama S, Kawahara T, Yano T.
    • 雑誌名

      Plast Reconstr Surg

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A novel microsurgical training system using Augmented Reality (AR) with superimposed procedure of the proficient surgeon.2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Karakawa
    • 学会等名
      2023 American Society of Reconstructive Microsurgery (ASRM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VRHMDを用いたマイクロ手術 AR シャドーイングシステム2023

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 千葉慎二, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第32回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 操作提示型ARマイクロサージャリートレーニングシステム2022

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 千葉慎二, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第61回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血管吻合操作提示型ARトレーニングシステム2022

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 千葉慎二, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第37回ライフサポート学会大会・LIFE2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AR training system for vascular anastomosis with operation presentation2022

    • 著者名/発表者名
      Sakumi Akiyama, Shinji Chiba, Ryo Karakawa, Tomoyuki Yano, Tatsuhiko Arafune
    • 学会等名
      18th Asian Conference on Computer Aided Surgery and Medicine 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VR HMDを用いたシャドーイング血管吻合トレーニングシステム2022

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 千葉慎二, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第31回日本形成外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血管吻合術トレース式AR トレーニングシステム2021

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] トレース式ARマイクロサージャリートレーニングシステム2021

    • 著者名/発表者名
      秋山朔実, 千葉慎二, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数台カメラとVRHMDを用いたARマイクロサージャリートレーニングシステム2020

    • 著者名/発表者名
      関拓哉, 辛川領, 矢野智之, 荒船龍彦
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 形成外科マイクロサージャリーにおけるARトレーニングシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      関拓哉
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スマートデバイスを用いたマイクロサージャリートレーニングシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      辛川領
    • 学会等名
      2019形成外科学術総会
    • 関連する報告書
      2019 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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