| 研究課題/領域番号 |
22K02918
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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 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
池江 隆正 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (90363613)
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| 研究分担者 |
家入 里志 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (00363359)
大西 峻 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (10614638)
村上 雅一 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 医員 (40825361)
加治 建 久留米大学, 医学部, 教授 (50315420)
植村 宗則 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (50636157)
杉本 真樹 帝京大学, 付置研究所, 教授 (70398733)
武藤 充 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (70404522)
春松 敏夫 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (70614642)
山田 耕嗣 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80528042)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ３Dホログラム / 医用画像 / 小児外科 / MR(Mixed Reality) / 先天性形態異常疾患 / 治療支援システム / 医学教育 / シミュレータ / 先天性臓器形態異常疾患 / 包括的治療支援システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では患者のCTやMRIなどの術前あるいは術中の医用画像から得られたDICOMデータを３Dポリゴンデータに変換、臓器をボリュームとして立体映像に再構成し、MR(Mixed Reality)ゴーグルを用いて現実空間に３Dホログラムとして投影提示するMR技術を応用し、小児外科領域における先天性形態異常疾患に対する学習支援システムとして医学生や研修医の疾患理解の教育に使用するだけでなく、臨床現場における外科医の手術方針を含む包括的治療支援システムを構築する。
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| 研究実績の概要 |
医療における外科系の臨床現場では、人体における局所解剖の知識と理解が重要だが、個体差つまり破格が存在し、必ずしも教科書通りの理解では手術を含めた診療が奏功しない場合も多い。特に先天形態異常が疾患の中心となる小児外科領域においては直腸肛門奇形(鎖肛)のように疾患によっては患者数だけ破格が存在し、病態の理解把握に難渋するだけでなく、術式決定とアウトカム、つまり生命・機能予後に影響を与えかねない。
本研究では患者のCTやMRIなどの術前あるいは術中の医用画像から得られたDICOMデータを３Dポリゴンデータに変換、臓器をボリュームとして立体映像に再構成し, MR(Mixed Reality)ゴーグルを用いて現実空間に３Dホログラムとして投影提示するMR技術を応用し、小児外科領域における先天性形態異常疾患に対する学習支援システムとして医学生や研修医の疾患理解の教育に使用するだけでなく、臨床現場における外科医の手術方針を含む包括的治療支援システムを構築する。
術前および術中の患者CT/MRI画像から得られたDICOMデータから対象臓器のセグメンテ―ションを行い３Dポリゴンデータに変換、臓器をボリュームとして立体映像を作成している。臨床例でのHolo Eyes使用の経験を重ねている。まずは小児外科手術の実臨床におけるMR技術の有用性を評価することで、術中に３Dホログラムを用いた手術ナビゲーションを行っている。中間位鎖肛、胆道拡張症、肝芽腫などで使用し、臨床現場での有用性を感じている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
術前および術中の患者CT/MRI画像から得られたDICOMデータから対象臓器のセグメンテ―ションを行い３Dポリゴンデータに変換、臓器をボリュームとして立体映像を作成している。臨床例でのHolo Eyes使用の経験を重ねている。まずは小児外科手術の実臨床におけるMR技術の有用性を評価することで、術中に３Dホログラムを用いた手術ナビゲーションを行っている。中間位鎖肛、胆道拡張症、肝芽腫などで使用し、臨床現場での有用性を感じている。学生、研修医にも使用してもらうことで、臨床に対する理解度が深まっている。後方視的に３Dホログラムを使用していない症例と比較検証し、術中のDecision Makingに与えた影響および術中の鉗子操作に及ぼした影響を解析する予定である。また録画記録された内視鏡外科手術の映像をもとに、手術操作が停止あるいは停滞した時間を抽出して検証する。
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| 今後の研究の推進方策 |
実臨床での経験を重ねているため、３Dで作成した患者ボリュームデータを疾患型シミュレータを用いてホログラム表示してシミュレーション手術を行う実験を計画している。この際主に運針・縫合結紮をタスクとして実施する。３Dホログラムと普及型の2Dモニター表示の双方において内視鏡外科手術中の鉗子操作に与える影響を解析し、利点及び欠点を明らかにする。並行して実臨床での使用経験も重ねていくことで、実際の小児外科手術においてMR技術が有用な場面を想定し、実験計画を改良してく。
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