Multiple advanced video analysis to elucidate the 'complexity' of microsurgery

多个先进视频分析阐明显微外科手术的“复杂性”

• 批准号: 21K09091
• 负责人: 杉山 拓
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09091/
• 关键词: artificial intelligence; video analysis; surgical skill; adverse event; carotid endarterectomy; AVM; deep learning; artifcial intelligence; virtual reality; motion analysis; neurosurgery

本研究の目的は、外科手術の機能や安全性、術者スキルに関わる重要な要素を探索することであり、この先にアウトカム予測、有害イベント予測、術者スキル評価AIなどを目指すものである。令和4年度は、頚動脈狭窄症に対する頚動脈内膜剥離術に焦点を当て、手術映像の解析に着手した。頚動脈を剥離する際の、頚動脈の動き（加速度）に着目し、これを手術映像から測定することで、“組織に対する愛護的な手術操作”の新たな指標とした。１１７例の頚動脈内膜剥離術中映像の網羅的解析により、この新たな指標が、手術スキルおよび手術合併症に相関する指標であることが証明された。また、この指標を用いることにより、どの様な剥離法が客観的に有用であるかを示すことが可能になった。本研究結果を、現在英語論文として投稿し、under revisionである。また、微小脳血管吻合のトレーニング映像を用いて、術具の先端を自動追跡する深層学習アルゴリズム、手術操作の対象となる微小血管をセグメンテーションするアルゴリズムの作成を開始した。術具の軌道分析・組織の変形ともに、微小血管吻合における手術スキルに相関する指標となり得ることが証明された。また、これにより、微小血管吻合トレーニングにおける課題提示が可能となった。本研究結果を、現在英語論文として投稿し、under revisionである。また、新たに術中の出血イベントを抽出するAIアルゴリズムの作成に着手を開始し、脳動静脈奇形手術に焦点を当て、解析中である。

这项研究的目的是探索与手术功能，安全和外科医生技能相关的重要因素，并旨在进一步发展结果预测，有害事件预测和AI进行骗局技能评估。 2022年，我们开始分析手术录像，重点是颈动脉狭窄的颈动脉内膜脱离。我们专注于颈动脉时的运动（加速度），并从外科视频中测量它，以形成“在组织上的保护性手术手术”的新指标。对117个颈动脉内部脱离镜头的详尽分析表明，该新指标与手术技能和手术并发症有关联。此外，使用此索引可以证明哪种剥离方法在客观上有用。目前，这项研究的结果作为英语论文提交，并正在修订中。我们还开始创建一种深度学习算法，该算法会使用微脑血管吻合术的训练镜头自动跟踪外科手术工具的尖端，以及一种算法，该算法将是手术操作的微量花序分离的算法。手术仪器的轨迹分析和组织变形均已证明是与微血管吻合中手术技能相关的指标。这也使您可以在微血管吻合训练中介绍任务。目前，这项研究的结果作为英语论文提交，并正在修订中。此外，我们已经开始创建一种AI算法来术中提取新的出血事件，重点是大脑动脉畸形手术，目前正在进行分析。

项目成果

近未来手術支援システム構築を想定した手術映像分析による探索研究 ―CEAにおける組織加速度評価

假设在不久的将来构建手术支持系统，使用手术视频分析进行探索性研究 - CEA 中的组织加速评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 市場 晋吾;服部 英敏;山田 有希子;清野 雄介;杉山 拓，伊東雅基，杉森博行，唐明輝，中村俊孝，新保大輔，小笠原克彦，藤村幹
• 通讯作者: 杉山 拓，伊東雅基，杉森博行，唐明輝，中村俊孝，新保大輔，小笠原克彦，藤村幹

非虚血性疾患に対するEC-ICバイパス術とAI映像分析

针对非缺血性疾病的 EC-IC 搭桥手术和 AI 视频分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsui Kentaro;Sato Nobuo;Idei Masafumi;Arakida Masako;Seino Yusuke;Ishikawa Jun-ya;Nakagawa Masashi;Akaho Rie;Nishimura Katsuji;Nomura Takeshi;杉山 拓，伊東 雅基，新保 大輔，月花 正幸，伊藤 康裕，内野 晴登，松澤 等，数又 研，中山 若樹，藤村 幹
• 通讯作者: 杉山 拓，伊東 雅基，新保 大輔，月花 正幸，伊藤 康裕，内野 晴登，松澤 等，数又 研，中山 若樹，藤村 幹

AI活用による脳神経外科手術映像分析

使用 AI 进行神经外科手术视频分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Shimoyama Yuichiro;Umegaki Osamu;Kadono Noriko;Minami Toshiaki;杉山 拓
• 通讯作者: 杉山 拓