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J-GLOBAL ID：202202275409860912   整理番号：22A1027018

整形外科手術における混合現実感技術の応用:パイロット研究【JST・京大機械翻訳】

Applications of Mixed Reality Technology in Orthopedics Surgery: A Pilot Study

著者 (19件)： Lu Lin (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Lu Lin (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Wang Honglin (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Wang Honglin (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Liu Pengran (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Liu Pengran (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Liu Rong (3Department of Orthopaedic Surgery, Puren Hospital of Wuhan, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Zhang Jiayao (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Zhang Jiayao (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Xie Yi (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Xie Yi (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Liu Songxiang (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Liu Songxiang (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Huo Tongtong (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Xie Mao (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Wu Xinghuo (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Wu Xinghuo (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Ye Zhewei (1Department of Orthopaedics Surgery, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) ,  Ye Zhewei (2Intelligent Medical Laboratory, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China)
資料名： Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (Web)  (Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (Web))
巻： 10  ページ： 740507  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7059A  ISSN： 2296-4185  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 目的:本研究の目的は,整形外科手術の可視化における混合現実感(MR)技術の可能性を調査することである。方法:MR技術による可視化システムは,整形外科手術で広く使用されている。このシステムは,3Dイメージングワークステーション,クラウドプラットフォーム,およびMR宇宙ステーションから成る。3D画像ワークステーションに知的セグメンテーションアルゴリズムを採用して,ズーミングと回転効果による3D解剖学的モデルを作成した。次に,このモデルをコンピュータトモグラフィ(CT)と磁気共鳴イメージング(MRI)のためのデータの効率的な3D再構成のために利用した。さらに,このモデルを物理的パラメータ調整,モデル位置決め,レンダリングおよび高次元表示のためのクラウドプラットフォームにアップロードすることができた。MRシステムと組み合わせたMicrosoft HoloLensガラスを用いて,異なる臨床シナリオの下で実時間で3Dホログラムを投影し,展望した。各手順の後,9人の外科医は,MR技術利用のコミュニケーションと理解,空間認識,および有効性に関するLikert-スケールアンケートを完了した。それに加え,国立航空局と宇宙局タスク負荷指数(NASA-TLX)も用いて,MRホログラムサポートの作業負荷を評価した。結果;1)MRホログラムは骨骨折の3D構造を明確に示し,異なる骨折タイプの理解と治療計画の設計を改善する。2)三次元生活様動的特徴を有するホログラムは,医師と患者の間で直感的なコミュニケーションツールを提供する。3)手術中に,外科的領域の新しい高次元「検査」を通して外科医の優れた視覚ガイダンスを与えるために,完全な病変ホログラムを,患者の仮想3Dデジタルモデルでリアルタイムに得て,混合することができる。4)ホログラムベースの磁気ナビゲーションは,整形外科手術におけるスクリュー配置の精度と安全性を改善する。5)5Gに基づく混合現実クラウドプラットフォームと遠隔医療システムの組合せは,遠隔手術協調のための新しい技術プラットフォームを提供する。定性的研究の結果は整形外科手術のためのMR技術の使用を促進する。尤度スケールアンケートの解析は,MRが,理解とコミュニケーション,空間認識,学習,および有効性に,有意な価値を加えることを示している。NASA TLXスケールアンケート結果に基づいて,混合現実は,通常の2Dと比較して,”時間”,”性能”および”frustration”カテゴリーで有意に低かった:整形外科手術におけるMR技術の統合は,外科医の経験への依存性を低下させ,整形外科異常の正確な診断および治療に対する個別化した3D可視化モデルを提供する。この統合は,医学手術における顕著な将来の開発方向の一つである。Copyright 2022 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 視覚 ,  ホログラム ,  可視化 ,  モデル ,  二次元 ,  骨折 ,  三次元 ,  *外科術 ,  NMRイメージング ,  *整形外科 ,  計算機トモグラフィー ,  レンダリング ,  遠隔医療 ,  *複合現実感
準シソーラス用語： 三次元画像 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (8件)： 混合現実(MR) ,  拡張現実(AR) ,  整形外科学 ,  外科的可視化 ,  負荷 ,  遠隔手術 ,  ナビゲーション ,  クラウドプラットフォーム

分類 (1件)： 医用画像処理  (JE04020T)

引用文献 (46件)：

• Al JanabiH. F., AydinA., PalaneerS., MacchioneN., Al-JabirA., KhanM. S., et al (2020). Effectiveness of the HoloLens Mixed-Reality Headset in Minimally Invasive Surgery: a Simulation-Based Feasibility Study. Surg. Endosc. 34 (3), 1143-1149. doi: 10.1007/s00464-019-06862-3
• BatsisJ. A., DiMiliaP. R., SeoL. M., FortunaK. L., KennedyM. A., BluntH. B., et al (2019). Effectiveness of Ambulatory Telemedicine Care in Older Adults: A Systematic Review. J. Am. Geriatr. Soc. 67 (8), 1737-1749. doi: 10.1111/jgs.15959
• BowyerM. W., HansonJ. L., PimentelE. A., FlanaganA. K., RawnL. M., RizzoA. G., et al (2010). Teaching Breaking Bad News Using Mixed Reality Simulation. J. Surg. Res. 159 (1), 462-467. doi: 10.1016/j.jss.2009.04.032
• BrighamT. J. (2017). Reality Check: Basics of Augmented, Virtual, and Mixed Reality. Med. Reference Serv. Q. 36 (2), 171-178. doi: 10.1080/02763869.2017.1293987
• BrunH., BuggeR. A. B., SutherL. K. R., BirkelandS., KumarR., PelanisE., et al (2019). Mixed Reality Holograms for Heart Surgery Planning: First User Experience in Congenital Heart Disease. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging 20 (8), 883-888. doi: 10.1093/ehjci/jey184

タイトルに関連する用語 (5件)： 整形外科手術 ,  混合現実感 ,  応用 ,  パイロット ,  研究