| 研究課題/領域番号 |
19K09100
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| 研究機関 | 福島県立医科大学 |
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研究代表者 |
木村 隆 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (00381369)
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| 研究分担者 |
佐瀬 善一郎 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (10468126)
斎藤 拓朗 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (20305361)
丸橋 繁 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (20362725)
見城 明 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40305355)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 拡張現実（AR） / シミュレーション / 手術訓練 / 外科医学教育 |
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| 研究実績の概要 |
拡張現実(Augumented Reality以下AR)技術を応用し、人体解剖を忠実の再現し、かつ費用と汎用性に配慮した手術訓練用シミュレーターの開発に取り組んでい る。最終目標として遺体を用いた手術訓練(Cadaver surgical training以下CST)の代わりに利用できる手術訓練用シミュレーションの開発を目指している。以下の３つのステップで研究を進めている。１．人体の体幹部分の作成、２．臓器モデルを実物（樹脂やゴムなど）とVRデータとして作成、３，上記の１と２をAR技術によって融合する。
１．前年度に引き続き手術訓練に欠かせない腹壁等の体幹部分の作成を進めた。紙加工業者、特殊ゴムの製造会社との共同研究で複数の試作品を完成させ一部をセミナー等で使用してその有用性を検討した。開腹手術、腹腔鏡手術に応用できるシミュミレーターを比較的に安価にかつ精巧に作成できることが確認できた。医学生や臨床研修医、外科専攻医を対象としたセミナーの参加者からも高い評価を受けた。また、小児外科手術のような希少な術式ではその需要の少なさからシミュレーターの開発が困難とされていたが、安価に作成できる我々の作成方法がこのような分野にも応用できることが確認できた。
２．各種腹腔内臓器（肝臓、胆管、膵臓、十二指腸、血管、脾臓、腎臓）のCADデータを患者CTデータから抽出して作成した。また、ブタの臓器（食肉用を利用）を利用してウットラボトレーニングを併用することで作成コスト、運用コストを大幅に削減しながら、人体に近いトレーニングが実施可能であることが確認できた。
３．作成した臓器のVR画像をwearable displayで統合する準備を進めているが、COVID-19蔓延による移動制限の影響で具体的な検証ができていない。
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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
患者データから目的のシミュレーターを作成するデータ処理のノウハウが蓄積され比較的短期間でデータを準備できるようになった。また、作成の過程で共同研究を行う紙加工業者での特殊な加工が必要であったが、製造過程をある程度定型化することができた。これらによって企画からシミュレーター完成までの時間が短くなったため複数のシュレーターを作成し、実際に使用してその有用性を検証することができた。
AR技術によるそれぞれのパーツ（現物とVR画像）の融合に関してはCOVID-19感染蔓延による移動制限で具体的な検証ができず進んでいない。
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| 今後の研究の推進方策 |
過去２年間の研究で比較的広範な手術訓練に応用できるシミュレーターを作成することができた。また、ブタ臓器を利用したウエットラボトレーニングの併用によって検証がやりやすくなったため、引き続きより多くの被験者（訓練者）によってその有用性を検証する。この検証を通してトレーニングに必要な臓器およびそのパーツ（実際の手術手技を施す部分）と実物として必要ないもの（VR画像として確認できればよいもの）の選別を行う。コストがかかっても人体の臓器を忠実に再現する必要がある臓器（ドライ）、ブタの臓器で代用できるもの（ウエット）および視野の中にVRで描出されるだけ十分な臓器（VR)にわけて各種臓器を作成および準備し最終的にAR技術によってこれらを統合する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
AR技術開発に関する研究での支払いに至っていないため次年度使用額が生じた。試作品の完成時に支払いが発生する予定である。
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