東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 バイオデザイン分野

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研究領域RESEARCH

術中情報収集と手術工程・進捗・技能分析

 現代の医療は手術環境の複雑化・高度化の加速により,医師自身の努力による手術の正常な「運行管理」にも限界が生じてきています.日常的な手術室の情報の把握・分析を通じ,手術環境・手技の評価と最適化を通じた手術管理体制の確立が求められています.

 今行われている手術がどこまで進んでいるのか,進行がいつも通り順調なのか,そしていつ終わるのかを把握することは,手術部の効率的な運営と手術の問題発見の面で重要です.そこで私たちは手術の進行状況を自動的に把握するシステムの開発を行っています.これまでに,脳腫瘍を摘出する手術がどこまでどのように進み,いつ終わるのかを提示するシステムの試作を行い,東京女子医科大学病院のインテリジェント手術室にて試験運用と評価を行いました.

Fig. 手術進捗分析システム(脳腫瘍摘出術)

 さらに,現在私たちは上述の技術を内視鏡下手術に応用することを目指しています.内視鏡下手術は,小さな切開創から術具・内視鏡カメラを挿入してモニタで患者の体内を観察しながら行う手術であり,特殊かつ高度な技術を必要とします.したがって,手術工程の最適化や手術手技の技術習得支援が内視鏡下手術の安全性を高める上で非常に重要となります.そこで私たちは内視鏡下手術の工程解析のために,上述の手術の進捗解析に加え,手術が問題なく適切に行われていたか,問題がある場合にはどの作業中にどのような問題があったのかを自動的に把握し提示するシステムの開発を行っています.これまでに,内視鏡下胆嚢摘出術(模型での模擬手術),内視鏡下鼻副鼻腔手術(臨床),内視鏡下手術の縫合結紮トレーニングを対象に術者の技能レベルや手術の作業工程を定量的に評価・提示するアプリケーションを試作し,その有用性の評価を行っています.

Fig. 手術工程・技能分析システム

参考:

解剖・作業情報の計測・分析・提示技術に基づく外科医療の最適化 (AI時代と科学研究の今 supported by JST)

 

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Ryoichi Nakamura, Tomoaki Aizawa, Yoshihiro Muragaki, Takashi Maruyama, Masahiko Tanaka, Hiroshi Iseki, Intraoperative analysis of task progress and performance of glioma surgery using navigation information, 24th International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2010), Geneva, Switzerland, June 23-26, 2010, Int J of CARS, 5(suppl1):S405-6, 2010



特許情報

発明者:中村亮一,杉野貴明
発明の名称:「手術工程解析プログラム
特許番号:特許第6143259号
登録日:2017年5月19日
出願番号:特願2013-17972
出願日:2013年1月31日

発明者:中村亮一,鈴木啓太,杉野貴明
発明の名称:「手術トレーニングプログラム及び手術トレーニングシステム」
公開番号:特開2016-170362
公開日:2016年9月23日