自動音声による挿入指導および評価機能を有する大腸内視鏡シミュレータシステムの開発

具有自动语音插入引导和评估功能的结肠镜检查模拟器系统的开发

• 批准号: 21H03566
• 负责人: 植木 賢
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03566/
• 关键词: 大腸内視鏡; シミュレーター; 圧力センサー; シミュレータ; 圧力検出機能; 画像解析; 手技の定量化; 音声指導; 内視鏡シミュレータ; 手技評価; 会話分析; ロボット

本研究では、主に(A)画像解析機能を搭載した試作モデルの作製、（B）言語解析ツールの開発、(C)臨床研究による有用性評価、設計変更と製品化を行う。特に２年目となる2022年度は、画像解析機能を搭載したモデルの作製と、音声システムの開発を行い、製品化モデルへの実装を行うことを目指した。2022年度は、これまで作製した押圧値を定量化できる上部消化管用シミュレータロボット“ミコト”を基盤に、さらなる機能を加え医師の内視鏡手技を定量化できるシステムの開発を行なった。具体的には、（A）では、内視鏡の挿入によりS字状結腸の伸びの程度を画像分析により計測した。より正確に計測するため、前額面と矢状面のS状結腸の偏位を撮像し評価した。また、シミュレータ内部に設置した圧力センサー情報も組み合わせて内視鏡手技の定量化を実現した。（B）では、当初学習者と指導医の会話をジェファーソン会話分析に沿って記録する言語解析ツールの開発を目指していたが、様々な医療機関の医師のユーザー調査も行い、上記（A）で定量化した情報に基づき、自動で指導を行う音声ツールがより有効であることが判明した。そこで、シミュレータに加わるストレスを擬人化してフィードバックできるシステムを作成し、初学者および専門医の手技の習熟度を定量化できる新規シミュレータ（C）を作製した。造形では、大腸の形状や質感に合わせて柔らかい素材を用い、大腸ポリープを配置した。また、手技の点数評価のみならず、S状結腸-下行結腸曲の位置を上下させて手技の難易度を３段階に変更可能にした。さらに、動画保存機能により、手技の振り返りや自己学習ができるシステムとした。最終年度である2023年度の評価に向けて、実機の作製が完成した。

在这项研究中，我们主要执行（a）创建配备图像分析功能的原型模型，（b）开发语言分析工具，以及（c）通过临床研究，设计变化和商业化评估有用性。特别是在2022年，第二年的目的是创建配备图像分析功能的模型，开发音频系统并在商业化模型中实施。在2022财年，基于机器人Mikoto，这是一种用于胃肠道上层河流的模拟器机器人，可以量化迄今为止创建的压力值，我们开发了一个系统，该系统添加了其他功能来量化医生的内窥镜技术。具体而言，在（a）中，通过插入内窥镜通过图像分析来测量乙状结肠伸长的程度。为了进行更准确的测量，对前后平面和矢状平面中乙状结肠的偏差进行了成像和评估。此外，将安装在模拟器内部的压力传感器信息组合在一起以量化内窥镜技术。在（b）中，最初的目的是开发一种语言分析工具，该工具根据杰斐逊对话分析记录学习者和主管之间的对话，但也是对来自各个医疗机构的医生进行的用户调查，并基于上面（a）中量化的信息，发现一种提供自动指导的语音工具更有效。因此，我们创建了一个可以人格化和喂养应用于模拟器的压力的系统，并创建了一个新的模拟器（C），该模拟器（C）可以量化初学者和专家在技术中的熟练程度。在雕塑中，使用软材料来匹配大肠的形状和质地，并放置结肠息肉。除了评估该技术的评分外，Sigmoid和Discence Colon曲线的位置也增加并降低，以使技术的难度更改为三个级别。此外，视频存储功能使您可以回顾自己的技术并从自己的学习中学习。实际机器的生产已经完成，以准备2023年的最后一年。

项目成果

内視鏡画像内の光源反射を考慮したCNNによる撮影部位推定

使用 CNN 估计内窥镜图像中光源反射的成像区域

• 发表时间: 2022
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告
• 作者: 勝山隼，藤井政至，上原一剛，植木賢，磯本一，近藤克哉