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3Dホログラム提示による先天性臓器形態異常疾患に対する学習・治療包括支援システム

研究課題

研究課題/領域番号 22K02918
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09070:教育工学関連
研究機関鹿児島大学

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)

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, 講師 (10614638)
村上 雅一  鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (40825361)
加治 建  久留米大学, 医学部, 教授 (50315420)
植村 宗則  神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (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, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70404522)
春松 敏夫  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70614642)
山田 耕嗣  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80528042)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
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)
キーワード小児外科 / Mixed Reality / 3Dホログラム / 先天性疾患 / 手術ナビゲーション / 内視鏡外科手術シミュレータ / 医学教育 / ホログラム / Extended reality / 小児がん / 内視鏡外科 / VRゴーグル / MR / AR / 内視鏡手術 / シミュレータ / 医用画像 / MR(Mixed Reality) / 先天性形態異常疾患 / 治療支援システム / 先天性臓器形態異常疾患 / 包括的治療支援システム
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。

研究成果の概要

本研究では、小児の先天性疾患に対する教育・治療支援を目的に、医用画像から3Dホログラムを作成し、Mixed Reality技術を応用した支援システムを構築した。術前画像から得たDICOMデータを用いて臓器の3Dポリゴン化を行い、MRゴーグル上に立体映像として提示した。医学生・研修医を対象に、2D画像との比較で解剖学的理解度を評価した結果、3Dおよびホログラム画像提示群で有意な理解度向上が示された。稀少かつ多様な形態異常を伴う小児疾患の可視化は、教育・臨床支援の両面において有用性を有することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国は医療及び民生分野の映像機器において世界をリードする技術を有しており, 世界に先駆けて高精細内視鏡を開発実用化、世界初の8K内視鏡を開発し、臨床応用に成功した。しかしそれらの教育的有用性に関する学術的評価とエビデンスの発信が不足している。本研究ではMR技術を活用し、小児の先天性疾患を3Dホログラムとして提示することで、医学生・研修医の疾患理解の向上や小児外科医の術式選択支援への有効性を検証し、教育と臨床を結ぶ新たな支援システムの構築を目指した。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 医療DXの可能性が広がる!XR(VR・AR・MR)とメタバースの最前線(第23回) XRを利用した小児内視鏡外科手術2024

    • 著者名/発表者名
      大西 峻, 春松 敏夫, 杉田 光士郎, 村上 雅一, 田畑 有弥子, 祁答院 千寛, 鶴野 雄大, 矢野 圭輔, 川野 孝文, 家入 里志
    • 雑誌名

      INNERVISION

      巻: 39 ページ: 78-81

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [雑誌論文] Proctoring System of Pediatric Laparoscopic Surgery for Choledochal Cyst2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami M、Yamada K、Onishi S、Harumatsu To、Baba T、Kuda M、Miyoshi K、Koga Y、Masuya R、 Kawano T、Muto M、Hayashida M、Nakame K、Shinyama S、Kuwabara J、Tatsuta K、Yanagi Y、Hirose R、Shono T、Migita M、Kaji T、Takatsuki M、Nanashima A、Matsufuji H、Ieiri S
    • 雑誌名

      Journal of Laparoendoscopic & Advanced Surgical Techniques

      巻: 33 ページ: 1109~1113

    • DOI

      10.1089/lap.2023.0087

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The experimental evaluation of the effects of display size on forceps manipulation and eye and head movement of endoscopic surgery using a pediatric laparoscopic fundoplication simulator2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Koji、Nakazono Ryoga、Murakami Masakazu、Sugita Koshiro、Yano Keisuke、Onishi Shun、Harumatsu Toshio、Yamada Waka、Matsukubo Makoto、Kawano Takafumi、Muto Mitsuru、Ieiri Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Pediatric Surgery

      巻: 58 ページ: 664~668

    • DOI

      10.1016/j.jpedsurg.2022.12.023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 特集 ロボット支援手術 小児外科領域における次世代手術支援ロボット開発-Soft Roboticsの可能性-2023

    • 著者名/発表者名
      家入 里志、杉田 光士郎、春松 敏夫、山田 和歌、川野 孝文、武藤 充、山田 耕嗣、大西 峻、村上 雅一、矢野 圭輔、岩元 祐実子、緒方 将人、高田 倫、祁答院 千寛
    • 雑誌名

      小児外科

      巻: 55 ページ: 525~531

    • DOI

      10.24479/ps.0000000445

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Can multiple-degree-of-freedom articulating instruments be effective in pediatric endoscopic surgery? - A prospective trial2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Masakazu、Tani Ayane、Masuda Shojun、Iwamoto Yumiko、Ogata Masato、Takada Lynne、Nishida Nanako、Kedoin Chihiro、Nagano Ayaka、Sugita Koshiro、Harumatsu Toshio、Onishi Shun、Kawano Takafumi、Muto Mitsuru、Ieiri Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Pediatric Surgery Open

      巻: 4 ページ: 100071~100071

    • DOI

      10.1016/j.yjpso.2023.100071

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An analysis of the correlation between the efficacy of training using a high-fidelity disease-specific simulator and the clinical outcomes of laparoscopic surgery for congenital biliary dilatation in pediatric patients2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Koji、Muto Mitsuru、Murakami Masakazu、Onishi Shun、Sugita Koshiro、Yano Keisuke、Harumatsu Toshio、Nishida Nanako、Nagano Ayaka、Kawano Masato、Yamada Waka、Matsukubo Makoto、Kawano Takafumi、Kaji Tatsuru、Ieiri Satoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 18 ページ: 55~61

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02793-y

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 医学生の外科解剖の学習および理解における3Dホログラム提示による効果の検討2024

    • 著者名/発表者名
      橋口美海、馬渡比華、村上雅一、杉田光士郎、川野孝文、岩元祐実子、緒方将人、高田倫、祁答院千寬、矢野圭輔、大西 峻、武藤 充、家入里志
    • 学会等名
      第61回日本小児外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] コロナ禍の地方大学院生でもオンラインでできる医工連携小児内視鏡外科疾患特異的シミュレータ開発と検証2024

    • 著者名/発表者名
      村上雅一、岩元裕実子、緒方将人、高田 倫、祁答院千寛、杉田光士郎、春松敏夫、 大西 峻、川野孝文、武藤 充、家入里志
    • 学会等名
      第124回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Initial Experiences of Intraoperative 3D Hologram Support with Mixed Reality Navigation in Pediatric Endosurgery -Ultimate Image-Guided Future Precise Surgery2023

    • 著者名/発表者名
      Koshiro Sugita, Shun Onishi, Toshio Harumatsu, Maki Sugimoto, Nanako Nishida, Chihiro kedoin, Ayaka Nagano, Masakazu Murakami, Takafumi Kawano, Mitsuru Muto, Satoshi Ieiri
    • 学会等名
      EUPSA 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiences of Intraoperative 3D Hologram Support with Mixed Reality Navigation in Pediatric Endosurgery -Ultimate Image-Guided Future Precise Surgery2023

    • 著者名/発表者名
      Onishi S, Sugita K, Harumatsu T, Sugimoto M, Nishida N, Kedoin C, Nagano A, Murakami M, Kawano T, Muto M, Ieiri S
    • 学会等名
      International Pediatric Endosurgery Group 32nd Annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3Dホログラムを用いた次世代型小児内視鏡外科手術 術野空間での近未来精密手術2023

    • 著者名/発表者名
      杉田 光士郎, 杉本 真樹, 春松 敏夫, 大西 峻, 西田 ななこ, 祁答院 千寛, 長野 綾香, 村上 雅一, 川野 孝文, 武藤 充, 家入 里志
    • 学会等名
      第60回日本小児外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像診断を含めた新しいテクノロジーの小児外科治療への応用 Wearable holographic guide systemを用いたMixed realityナビゲーションの小児内視鏡外科手術への応用2023

    • 著者名/発表者名
      春松 敏夫, 杉本 真樹, 西田 ななこ, 長野 綾香, 村上 雅一, 杉田 光士郎, 大西 峻, 山田 耕嗣, 山田 和歌, 武藤 充, 川野 孝文, 家 入 里志
    • 学会等名
      第123回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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