| 研究課題/領域番号 |
21K02762
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09070:教育工学関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
利光 和彦 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (10180150)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | VR触診 / 計算医療工学 / 教育工学 / 生体大変形 / 非線形弾性 / 粒子法 / 医療シミュレータ / MPS / Palpation system / Force sensation / Biomedical deformation / MPS method / Medical simulator / Virtual reality / 触診教育システム / 力触覚インターフェース / 粒子法解析 / 遠隔診療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我が国の医学教育では，患者リスク回避や実習時間の制約で，学生が体験的に触診技術を学ぶ機会が少なくなっている．特に，現コロナ禍で，学生は直接患者に接することができず誤診などが問題となる．この課題の一助となるのがVR触診教育訓練システムである．研究は，３D触圧インターフェースおよび症例対応型VRモデルによる医学生教育システムおよび手術シミュレーションにも対応できる粒子法解析プログラムの開発を行う．特徴は，「触る感覚」と「症例」を関連づけながら体験的に学習できることであり，遠隔診療においてもより正確な診断が可能になると期待される．
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| 研究成果の概要 |
独自に開発した触診インターフェースシステム，粒子法に基づく大変形計算プログラムおよびPCで構成されるVR触診システムの構築を行った．このシステムは，埋め込んだしこりの硬さを流体制御により任意に可変することができる．さらに，実触診指の触診感覚を損なうことなく触診圧を検出でき，かつ触診指の位置は画面内VR患部モデルに表示できる．
数値計算では，２つの症例（リンパ節腫瘍，乳がん）に対応して，弾性係数の線形変化効果を組み込んだ粒子法解析コードを作成した．リンパ節腫瘍を模擬する直方体モデルと乳がんを模擬する半楕円体モデルの大変形において，計算精度は大幅に向上し，実験値とほぼ一致する計算が可能となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我が国の医学教育では，患者リスク回避や実習時間の制約で，医学生が体験的に触診技術を学ぶ機会が少なくなっている．これは，学生の実習経験を低下させるため，誤診などの危険が増すことが問題となる．この一助となるのがVR触診教育訓練システムである．本研究では，触圧インターフェースおよび症例対応型VRモデルを用いるVR触診教育システムを開発する．特徴は，大変形粒子法解析プログラムを開発・援用し，実際の触診指の触診感覚と症例を関連づけながら疑似体験的に学習できることである．この技術は，遠隔診療にも転用可能で，医師の負担軽減や医師不足の解決に役立つことが期待される．
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