Development of Augmented Reality Surgical Simulator

增强现实手术模拟器的开发

• 批准号: 19K09100
• 负责人: 木村 隆
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukushima Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K09100/
• 关键词: 手術トレーニング; 拡張現実; シミュレーター; 拡張現実（AR）; シミュレーション; 手術訓練; 外科医学教育; 拡張現実（AR); 手術手技; 医療安全

本研究では、拡張現実（Augmented Reality/AR）を応用した手術手技訓練用のシミュレーターの開発を目標として、以下の4点について研究を進めてきました。1.シミュレーター作成用のデジタルデータベースの構築：臨床で一般的に使用されている画像の記録様式DICOMから、CADで使用されるデータ（STLなど）への変換は手間のかかる作業でした。シミュレーターの作成を計画した際に、すぐに利用できる臓器のデジタルデータのデータベースがあれば開発が促進されると考え、整備を行いました。2.シミュレーターの製品化の促進：医療用シミュレーターの開発では、作成のコストが高いことが開発の妨げとなっていました。この問題を克服するために、福島県内の企業と共同で、低コストで大型のシミュレーターを製品化するための技術を開発してきました。安価な素材（段ボールや発泡スチロールなど）を材料にした3D構築の技術を開発し、これまで開腹手術用のトレーニングシミュレーター、腹腔鏡手術用のトレーニングシミュレーター、小児外科手術用のトレーニングシミュレーター、人工心臓装着のためのトレーニングシミュレーターなどを開発し実用化してきました。今年度は紙を原料としたより安価なトレーニング環境の開発に取り組み、試作品を完成させました。3.ARを応用した現実と仮想現実の融合：上記の1、2の技術を応用して、現実部分と仮想現実部分をそれぞれ作成し、AR技術によってこれらを融合することができました。4.ウエアラブルディスプレイとARを応用した手術トレーニングシステムの作成を進めてきましたが、既存のデバイスでは視線の方向や距離が手術訓練には適さないことが判明しました。そのため、計画を変更し、タブレット機器を利用して、学習者が自らニーズに応じたシミュレーターをデザインできる開発環境を構築しました。

This study aims to develop the Augmented Reality (AR) for surgical hand training. The following four points are discussed. 1. The construction of the file system for the creation of files: clinical general use, recording of images, DICOM, CAD use, file (STL) conversion, and manual work. The design of the project is based on the design of the equipment. 2. Promotion of productization of medical products: development of medical products To overcome these problems, companies in Fukushima Prefecture jointly developed technologies for large-scale production. The development of 3D construction technology in the field of security materials (segment development), such as open surgery, laparoscopic surgery, pediatric surgery, artificial heart surgery, and the development of 3D construction technology This year's paper raw materials and environmental development are completed. 3. AR application and implementation integration: the application and implementation of AR technology 4. It is necessary to determine the direction and distance of the vision line of the existing surgical training system. The development environment of the project is constructed by the user.

项目成果

GeneralityとSpecialtyのバランスがとれた外科専門医の育成をめざして

旨在培养兼具通用性和专业性的外科专家

• 发表时间: 2020
• 作者: Momma Tomoyuki;Okayama Hirokazu;Kanke Yasuyuki;Fukai Satoshi;Onozawa Hisashi;Fujita Shotaro;Sakamoto Wataru;Saito Motonobu;Ohki Shinji;Kono Koji;木村 隆
• 通讯作者: 木村 隆

A simple and Low-cost Surgery Training Simulator for Pancreaticojejunostomy

一种简单且低成本的胰空肠吻合术手术训练模拟器

• 发表时间: 2019
• 作者: 山田眞一郎;陳 述海;島田 光生;森根 裕二;居村 暁;池本 哲也;齋藤 裕;徳田 和徳;沖川 昌平;岩橋 祥子;宮崎 克己;木村 隆
• 通讯作者: 木村 隆

Creating the foundation for a simulation training environment using digital data in the field of hepatobiliary and pancreatic surgery

为肝胆胰外科领域使用数字数据的模拟培训环境奠定基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuhai Chen;Yuji Morine;Kazunori Tokuda;Shinichiro Yamada;Yu Saito;Masaaki Nishi;Tetsuya Ikemoto;Mitsuo Shimada;木村 隆
• 通讯作者: 木村 隆

外科医学教育の現状と課題

外科教育现状及问题

• 发表时间: 2021
• 作者: 遠藤（鰐渕）友美 ;高橋 智 ;近藤直人 ;波戸ゆかり ;久田知可 ;西本真弓;西川さや香 ;遠山竜也;木村 隆
• 通讯作者: 木村 隆

テーラーメイドなシミュレーターづくりのための基盤整備

用于创建定制模拟器的基础设施开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Sakamoto K;Ogawa K;Tamura K;Ito C;Iwata M;Sakamoto A;Matsui T;Nishi Y;Nagaoka T;Uraoka M;Utsunomiya T;Funamizu N;Takada Y;木村 隆
• 通讯作者: 木村 隆