患者固有モデルによる専門医の手技訓練用手術シミュレータの研究開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23390383
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 泌尿器科学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 槙山 和秀 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (40347307)
• 研究分担者: 窪田 吉信 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (10106312) ; 長坂 学 横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (20526420) ; 緒方 正人 横浜市立大学, 医学研究科, 客員教授 (70501154)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: シミュレータ / 腹腔鏡 / 患者特異的 / モデルデータ / 専門医 / 手術

研究概要

腹腔鏡手術予定患者のCTをシミュレータ内に取り込み、シミュレータ内にその患者の臓器を再現することで、術前に執刀医がその患者のためのトレーニング（模擬手術）を行うことができる、患者特異的腹腔鏡手術シミュレータの開発をした。実際の患者の術前に使用したところ、臓器はほぼ正確に再現され、術者から術前トレーニングは有用であるとうい評価を得た。また生体組織の運動を正しく模擬するための力学計算手法の確立、微細な操作感を模擬できる力覚装置の開発を行い、模擬手術をよりリアルなものにした。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic measuring of physical properties for developing a sophisticated preoperative surgical simulator : how much reaction force should a surgical simulator represent to the surgeon? (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogata M, Makiyama K, Yamada T, Nagasaka M, Yamanaka H, Kubota Y
  • 雑誌名: Stud Health Technol Inform 巻: 184 ページ: 312-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] 患者特異的シミュレータの実際の手術への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山中弘行, 槙山和秀, 上野大樹, 長坂学, 乾谷徹, 高波健太郎, 緒方正人, 井尻敬, 横田秀夫, 姫野龍太郎, 窪田吉信
  • 雑誌名: 日本 VR医学会雑誌 巻: 11 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 患者固有の形状データに基づく手術手技訓練用シミュレータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 緒方 正人, 長坂 学, 乾谷 徹, 坂本 英男, 高波 健太郎, 槙山 和秀, 窪田 吉信
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 53 ページ: 421-431
  • 査読あり
• [雑誌論文] 患者特異的腹腔鏡手術シミュレータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 雑誌名: Jpn J Endourol 巻: 25 ページ: 84-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a patient-specific simulator for laparoscopic renal surgery (2012)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K, Nagasaka M, Inuiya T, Takanami K, Ogata M, Kubota Y
  • 雑誌名: Int J Urol 巻: 19 ページ: 829-835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laparoscopic Nephroureterectomy in Renal Pelvic Urothelial Carcinoma With Situs Inversus Totalis : Preoperative Training Using a Patient-specific Simulator (2012)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K, Sakata R, Yamanaka H, Tatenuma T, Sano F, Kubota Y
  • 雑誌名: Urology 巻: 80 ページ: 1375-1378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation for pyeloplasty for ureteropelvic junction obstruction using a patient-specific laparoscopic simulator : a case report (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka H, Makiyama K, Tatenuma T, Sakata R, Sano F, Kubota Y
  • 雑誌名: J Med Case Rep 巻: 6 ページ: 338
  • DOI: 10.1186/1752-1947-6-338
  • 査読あり
• [雑誌論文] シミュレータを用いた腹腔鏡手術支援 (2012)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 雑誌名: Urology Today 巻: 19 ページ: 48-49
• [雑誌論文] 術前に腹腔鏡下腎摘除術が終わっている, 次世代型患者特異的シミュレータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 雑誌名: 泌尿器外科 巻: 24 ページ: 465-466
• [雑誌論文] A development of surgical simulator for training of operative skills using patient-specific data (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogata M, Nagasaka M, Inuiya T, Makiyama K, Kubota Y
  • 雑誌名: Stud Health Technol Inform 巻: 163 ページ: 415-421
  • 査読あり
• [学会発表] シミュレーションシステムの開発-腎部分切除術を中心に (2014)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 学会等名: 第102回日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-04-26
• [学会発表] 有効な腹腔鏡トレーニング方法は? : Virtual reality simulator (2013)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 学会等名: 第26回日本泌尿器内視鏡学会総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] 患者特異的腹腔鏡手術シミュレータの開発 : 医工連携プロジェクトで見えた光と影 (2013)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀, 窪田吉信
  • 学会等名: 第26回日本泌尿器内視鏡学会総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Face and content validation of a patient-specific simulator for laparoscopic renal surgery (2013)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K, Yamanaka H, Ueno D, Sano F, Nakaigawa N, Kubota Y
  • 学会等名: American Urological Association annual meeting 2013
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2013-05-06
• [学会発表] 腹腔鏡下腎臓手術の個別化シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 学会等名: 第26回日本泌尿器内視鏡学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] Clinical use of a patient-specific simulator for laparoscopic renal surgery (2012)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K, Yamanaka H, Ueno D, Sano F, Kubota Y
  • 学会等名: American Urological Association annual meeting
  • 発表場所: Atlanta
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] 画像からボリュームデータへ : 手術シミュレータへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 学会等名: 第100回日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-04-24
• [学会発表] Laparoscopic renal surgery simulation-What's new (2011)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K
  • 学会等名: 29th World congress of Endourology and SWL
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] 患者特異的腹腔鏡下手術シミュレータの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀, 上野大樹, 山中弘行, 長坂学, 乾谷徹, 高波健太郎, 緒方正人, 横田秀夫, 姫野龍太郎, 窪田吉信
  • 学会等名: 第11回日本VR医学会総会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] The development of patient specific simulator for laparoscopic renal surgery (2011)
  • 著者名/発表者名: Makiyama K, Sakata R, Kubota Y, Inuiya T, Nagasaka M, Ogata M, Yokota H, Himeno R
  • 学会等名: American Urological Association annual meeting
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] 腹腔鏡手術シミュレータの最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 槙山和秀
  • 学会等名: 第99回日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-04-21
• [備考] 第3回阿曾賞: 槙山和秀: 患者特異的腹腔鏡手術シミュレータの開発. 2013.11.8
• [備考] 2012年情報処理学会論文賞: 緒方 正人, 長坂 学, 乾谷 徹, 坂本 英男, 高波 健太郎, 槙山 和秀, 窪田 吉信: 患者固有の形状データに基づく手術手技訓練用シミュレータ. 情報処理学会論文誌 53, 421-431, 2012
• [備考]
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~urology/kenkyu/surgicalsimulatorindex.html
• [産業財産権] Method for generating model for preoperative simulation (2014)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 長坂学, 高波健太郎, 緒方正人
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 長坂学, 高波健太郎, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 米国特許
  • 産業財産権番号: 登録番号8681152
  • 出願年月日: 2014-03-25
  • 外国
• [産業財産権] 術前シミュレーションのためのモデル生成方法 (2013)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 長坂学, 高波健太郎, 緒方正人
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 長坂学, 高波健太郎, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許5215828号
  • 出願年月日: 2013-03-08
• [産業財産権] 手術シミュレータ用鉗子 (2012)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 緒方正人, 長坂学
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 緒方正人, 長坂学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2012-286773
  • 出願年月日: 2012-12-28
• [産業財産権] 手術シミュレーション用モデルの生成方法, 手術シミュレーション方法, 及び手術シミュレータ (2010)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 長坂学, 坂本英男, 緒方正人
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 長坂学, 坂本英男, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 米国特許
  • 産業財産権番号: 特許願13/376697
  • 出願年月日: 2010-06-04
  • 外国
• [産業財産権] トロカー位置設定用模擬術具装置 (2009)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 寺田尚史, 本郷新, 長坂学, 緒方正人
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 寺田尚史, 本郷新, 長坂学, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2009-295602
  • 出願年月日: 2009-12-25
• [産業財産権] トロカーポート位置決定シミュレーション方法及びその装置 (2009)
  • 発明者名: 槙山和秀, 窪田吉信, 本郷新, 長坂学, 緒方正人
  • 権利者名: 槙山和秀, 窪田吉信, 本郷新, 長坂学, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2009-295603
  • 出願年月日: 2009-12-25
• [産業財産権] 手術シミュレーション用モデルの生成方法, 手術シミュレーション方法, 及び手術シミュレータ (2009)
  • 発明者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 長坂学, 坂本英男, 緒方正人
  • 権利者名: 窪田吉信, 槙山和秀, 菊川孝明, 長坂学, 坂本英男, 緒方正人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2009-136898
  • 出願年月日: 2009-06-08