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自動音声による挿入指導および評価機能を有する大腸内視鏡シミュレータシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H03566
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分62030:学習支援システム関連
研究機関鳥取大学

研究代表者

植木 賢  鳥取大学, 医学部, 教授 (60542256)

研究分担者 近藤 克哉  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (00295750)
上原 一剛  米子工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10324998)
高橋 洋一  鳥取大学, 医学部, 助教 (40594271)
藤井 政至  鳥取大学, 医学部, 特任教員 (40762258)
三好 雅之  鳥取大学, 教育支援・国際交流推進機構, 准教授 (60632966)
磯本 一  鳥取大学, 医学部, 教授 (90322304)
古賀 敦朗  鳥取大学, 研究推進機構, 准教授 (90563891)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード大腸内視鏡シミュレータ / 手技定量化 / 自主学習 / IoT / 大腸内視鏡 / シミュレーター / 圧力センサー / 画像解析 / 手技の定量化 / シミュレータ / 圧力検出機能 / 音声指導 / 内視鏡シミュレータ / 手技評価 / 会話分析 / ロボット
研究開始時の研究の概要

大腸がんの死亡数は増加しており、女性のがん死亡数の1位となっている。大腸がんの予防・治療として内視鏡検査の重要性が高まっているが、検査者が未熟であると腸が伸びて痛みが強くなり、さらに穴があく危険性があること等が課題となっている。内視鏡専門医制度では、未熟な検査者かどうかを定量的に評価することができていない。大腸内視鏡の欠点である痛みと穴があくことを防ぐため、本研究では、これまで開発した押圧力を評価できる上部消化管内視鏡シミュレータロボットを基盤に、内視鏡操作中の画像ならびに音声を分析する機能を加え、個人でも効果的に訓練できる学習支援システム:大腸内視鏡シミュレータシステムを創出する。

研究成果の概要

近年、大腸がんの患者は増加しており、内視鏡検査の重要性が高まっている。しかし、検査における最大の問題点は、内視鏡の操作が難しく、腸に穴があく危険性があることである。ところが、現在は検査者の技量を評価する手段がないため未熟な医師であっても検査を行っており、医療事故を起こす危険性がある。そこで本研究では、操作中の画像ならびに音声を記録する機能を開発し、押圧力や画像情報、挿入状況等に応じて自動挿入案内や指導を行うとともに、技能の客観評価ができるシステムを開発し、教育効果を高めるだけでなく、IoTデバイスとして世界中からの手技データを収集できる新たなシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、新たな機能を搭載した次世代モデルを研究・開発し、検査者の自主学習を可能にするシステムを開発した。具体的には、操作中の画像ならびに音声を記録する機能を開発し、押圧力や画像情報、挿入状況等に応じて自動挿入案内や指導を行うとともに、技能の客観評価ができるシステムである。これらの研究成果を踏まえ、新たな大腸内視鏡シミュレータ ミコトを2023年6月15日に製品化、上市した。本システムにより、初学者および専門医の内視鏡手技習熟度を定量化でき、また、専門医認定において達成すべき要件を明確化することにも期待ができ、2024年度の多施設共同研究へと計画を進めている。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] 内視鏡画像内の光源反射を考慮したCNNによる撮影部位推定2022

    • 著者名/発表者名
      勝山隼,藤井政至,上原一剛,植木賢,磯本一,近藤克哉
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol.122, no.417 ページ: 199-204

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 医療シミュレータ2023

    • 発明者名
      藤井、植木ほか
    • 権利者名
      2023
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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