| 研究課題/領域番号 |
19K18151
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
山崎 悠太 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (60817823)
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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 | 腹腔鏡下胃切除術 / ディープラーニング |
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| 研究実績の概要 |
研究初年度は、①CT画像からの臓器血管3D構築モデルの創出、②手術動画中の鉗子自動認識システムの開発とそれを用いた臨床研究、③物体検出モデルを用いた鉗子動作のトラッキング、④物体検出モデルを用いた臓器血管の自動認識、を行った。①については、3Dプリンタを用いてCT画像から症例ごとの臓器血管モデルを作成するため、3Dプリンタの導入とキャリブレーションを行った。②については、YOLOv3を用いて作成した腹腔鏡下胃切除術中の手術器具自動認識システムを、データセットを充実させることで更に多種類の器具・シーンに対応させ、胃切除術中の幽門下リンパ節郭清・膵上縁リンパ節郭清中の術具使用状況を術者技術レベルごとに比較し、その特徴を明らかにした。消化器外科領域において、AIを用いてデータを採取したほぼ最初の臨床研究として、Journal of Gastrointestinal Surgeryに投稿しAcceptされた。③については、3D内視鏡画像からの臓器・鉗子位置情報の抽出を目的として、まずは基礎的な実験・検証を行った。drybox内で鉗子を操作し、同drybox内にパラレルに配置したカメラで撮影した映像中からYOLOv3によって認識された鉗子の3次元座標を三角測量の手法を用いて算出し、2本の鉗子の縫合結紮における動作を経時的連続的にトラッキングし得た。上記の研究成果も、学術誌に投稿中である。④については、YOLOv3を用いて、腹腔鏡下胃切除術の動画からデータセットを作成し、右胃大網状脈・右胃動脈・左胃動脈・左胃静脈の自動認識に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
・新型コロナウイルス感染症の拡大・蔓延により、研究活動自体が長期的に中止・制限を受け、研究の進捗に大幅な影響が出た。
・研究協力者とのミーティングや往来も制限された。
・リンパ節郭清シミュレーションモデルをCGで作成する前段階として、3Dプリンタでリアルなモデルを作成することを目指したが、3Dプリンタの初期不良があったこと、導入・キャリブレーションに手間取った。
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| 今後の研究の推進方策 |
カメラを用いた鉗子動作の3Dトラッキング、臓器・血管・鉗子の自動認識、など基礎的な技術開発は着実に前進している。CG上でのシミュレーションモデルの作成はややハードルが高いが、3Dプリンタを用いた症例ごとのリアルなシミュレーションモデルの創出は十分に可能であると考えられるため、引き続き自動認識技術のブラッシュアップと対象の拡大を行い、段階に応じて成果を論文発表していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
・新型コロナウイルス感染症の拡大・蔓延により、研究活動自体が長期的に中止・制限を受け、研究の進捗に大幅な影響が出た。
・国際学会や国内学会への現地参加が不可能となった。
・研究協力者とのミーティングや往来も制限された。
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