| 研究課題/領域番号 |
24K06290
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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 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
高詰 佳史 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (60816536)
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| 研究分担者 |
佐藤 幸男 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00445272)
堀口 崇 慶應義塾大学, 看護医療学部(信濃町), 教授 (70245520)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 医学教育 / 解剖教育 / 写真測量 / 立体視 / 3D / VR / 空間再現 / 没入感 / 解剖学 / 手術手技 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の手術の低侵襲化に伴って外科医は狭い術野においても周辺組織のレイヤー（層）構造を立体的に理解し、見えない部分にある血管や神経などを損傷する危険を予測することが重要となってくる。そのため献体を用いた臨床解剖による学習は重要となるが、その機会は限られており、術者の視線で作られた立体的な手術解剖教材の必要性や重要性は高い。一方、これまでに存在する実写ベースの3D教材はいずれも撮影された位置からの固定された視点であり、術者からの「自由視点」を再現したものではない。本研究では、術者の視線で自由に視点を動かしてレイヤー構造を観察することのできる実写解剖3Dモデルで術者の視点を再現し、それを評価する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、術者視点の自由視点解剖教材の開発を目的として、VR技術および写真測量技術を応用し、外科手術に関連した実際の臨床解剖から実写ベースの3Dモデルを作成した。撮影は主に献体（一部シミュレータ）を用い、各種手技に則った剖出手順に基づいて段階的に行い、各段階の画像を重ね合わせることで層構造の理解を助けるレイヤー解剖教材及びVR映像教材を構築した。完成した教材は、VRデバイスや裸眼立体デバイスのみならずこれらを必要とせず、誰でも容易にアクセスできるようPDF形式の資料としても整備し、教材化を行った。これにより、解剖教育におけるアクセスの障壁を下げ、教育効果の普及が期待される。
今回非両眼立体視的なPDFを用いたコンテンツ作成することにともない、3D立体視することが学習者に与える影響を検討するため、学生を対象にした比較調査を計画した。VRデバイスを用いて、まったく同じ内容であるが、両眼立体視映像と非両眼立体視映像を提示し、それぞれの教育効果を評価するものである。調査の実施に先立ち、学内倫理審査を完了し、調査の準備を進めた。調査は次年度に実施予定である。
本年度は、実写ベースの3D解剖教材の開発および整備を中心とし、今後の評価研究の基盤を確立する重要な年となった。臨床現場の実際の視野を再現した教育コンテンツは、従来のCGやCT/MRIなどの断層画像ベースの教材とは異なり、実際の手技に即したリアリティの高い教材として、臨床応用においても高い意義を持つと期待している。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は初年度において、医学手技のVR180映像教材撮影や献体を用いた実写解剖画像の多視点撮影を実施し、写真測量技術により複数段階の3Dモデルを作成することに成功した。これにより、術者の視点を模倣した自由視点コンテンツとして、手術解剖に即したレイヤー構造の可視化教材を構築した。さらに、汎用性を考慮し、VRゴーグル等の専用デバイスを用いずに閲覧可能なPDF形式による教材も整備した、これは論文として投稿し現在査読中である。
また、3D立体視が学習者の理解に与える影響を検証するための比較研究の準備も進めた。同一の内容で立体視版・非立体視版を作成し、学生を対象としたVR調査の実施計画を立案。学内倫理審査を完了し、必要機材の整備は完了し、教材の作成は終了している。現在調査対象のリクルートを行っており、次年度には調査を本格的に実施する予定である。
初年度は教材開発と調査準備に注力し、研究の基盤形成を着実に進めており、研究計画に沿って概ね順調に進展していると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度以降は、初年度に作成した3D教材を用いて、学生・若手医師を対象とした教育効果の検証を本格的に実施する。具体的には、VRデバイスを用いた立体視と非立体視コンテンツの視聴を行い、アンケート調査や客観的な到達度評価を通じて、空間認識やレイヤー構造の理解度における差異を分析する予定である。
あわせて、使用された3Dモデルの改善や、新たな解剖部位における自由視点教材の追加作成も行い、より多様な臨床シナリオへの応用を目指す。教材の形式についても、PDF以外にWebベースでの展開など、閲覧環境に応じた柔軟な提供方法を検討する。
現時点では大きな障害はなく、倫理的・技術的な課題にも十分に対応可能な体制が整っているため、計画通りに研究を推進できる見込みである。
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