拡張現実技術を用いた外科基本手技訓練システムに関する初期検討

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(1)1-1. 拡張現実技術を用いた外科基本手技訓練システムに関する初期検討〇永代友理 1)，斎藤季 1)，Lem WeyGuan1), 香山綾子 1)，小山博史. 1). 1) 東京大学大学院医学系研究科臨床情報工学分野 [背景] 日常的に行う外科手技訓練として、術中に指導を受ける実地訓練とドライラボなどの模擬訓練の二種類がある。実地訓練では指導医から術具操作法を直接学べるが、時間的制約のため習得するまで練習を繰り返すことは難しい。一方、ドライラボでは実機を用いて反復練習できる反面、指導医による指導は少なく自主訓練として利用されており、正しい手技の習得は難しい。筆者らは、3 次元的に再現した正しい手技を自主訓練の際に可視化し、自身の手技とのずれを認識することで、効果的な自主訓練が可能になると考えた。本研究では、外科基本手技の一つである縫合手技について拡張現実(Augmented Reality: AR)技術を用いた訓練システムを開発し、その初期検討を行ったので報告する。 [方法] 熟練医の術具操作を 3 次元仮想空間内で再現し、被訓練者が操作する術具に AR 技術を用いて重畳表示することで、仮想の術具形状モデルに追随して術具操作を訓練することをシステム要件とした。開発において、AR マーカを術具に固定し、術具の 3 次元形状モデルと実空間上の術具の相対位置姿勢を点対応レジストレーションにより推定した。AR マーカ座標を計測することで熟練医が操作する術具の遷移を取得し、被訓練者が操作する術具に重畳表示することで、熟練医の操作に追随した術具操作を可能とした。熟練医の手技のデータ取得には東京大学医学部附属病院外科専門医に協力を依頼した。開発環境として Unity®(Unity Technologies, San Francisco, CA) 、Vuforia Engine(PTC, Inc., Boston, MA) を使用した。 [結果・考察] 外科基本手技として初学者が直面する課題である真皮縫合を選択し、システムを開発した。AR マーカを用いて術具の 3 次元的な軌跡データを取得した。また、術具上に重畳表示. 図 1 a. 実空間上の術具に術具形状モデルを重畳表示、b. 術具の 3 次元形状モデル. した仮想の術具形状モデルで正しい手技を再現し、その動きを模倣した訓練を可能とした (図 1)。今後は、立体視可能な視野透過型ヘッドマウントディスプレイを用い、実際の術具と形状モデルの両方を立体的に視認できる訓練システムを構築する。. ― 5 ―.

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