ロボット支援手術と3Dプリントモデルの新時代

出典: TheInnovation

3D プリントされたシミュレーションモデルと人工知能 (AI) を使用してロボット手術のトレーニングを改善し、ロボット支援手術の分野における 3D プリントモデルの利点を強調することで、臨床応用の改善に役立ちます。ロボット支援手術の分野は飛躍的に成長しています。たとえば、ダヴィンチ手術システムの使用は過去 10 年間で大幅に増加しており、ロボット支援手術のトレーニングの重要性は明らかです。ロボット支援手術は、患者の組織損傷を軽減し、外科医の人間工学を向上させる低侵襲手術と同義語になっています。仮想現実や拡張現実、生きた動物モデル、死体などのさまざまなシミュレーションツールの使用は、ロボット支援手術の機能開発において重要な役割を果たしてきました。しかし、実験室で 3D プリントされたモデルはロボット工学の熟練度を高める上で有効であることが実証されており、人工知能と組み合わせることで、機械支援手術の分野でのパフォーマンスを評価するための具体的なベンチマーク能力指標を提供できる可能性があります。

ロボット支援手術のトレーニングにおける 3D プリントモデルの重要性
ロボット支援手術のトレーニングにおける 3D プリントの重要性は、物質的かつ解剖学的に正確なシミュレーションモデルを作成できる点にあります。これらのモデルは、人体の解剖学的構造を具体的かつリアルに表現し、外科医が制御された環境で技術を練習し、磨くことを可能にします。この種の高精度シミュレーショントレーニングは、外科手術のスキルの開発と向上に不可欠であることはよく知られています。

3D プリントモデルは、リアルな組織の特徴と正確な人体解剖学を統合することで、より制御されたトレーニング環境を作り出し、トレーナーにリアルな手順設定で繰り返し練習する機会を提供します。これにより、VR シミュレーションの限界を超え、ウェットラボモデルに匹敵する体験が提供されます。

3D プリントのコスト効率も大きな注目を集めています。ウェットラボモデル (生きた動物や人間の死体を入手するなど) の数分の 1 のコストでカスタムモデルを作成できるためです。さらに、3D プリントモデルのパーソナライズされた性質により、カスタマイズされた手術計画が可能になり、ロボット支援手術の精度と有効性が向上します。

3D プリントモデルとロボット手術トレーニングの進歩<br /> 材料と印刷技術の継続的な進歩により、3D プリントモデルの精度とリアリティがさらに向上します。手術中の触覚をシミュレートする手段として 3D プリントモデルに触覚フィードバックシステムを統合することで、外科医により臨場感あふれるトレーニング体験を提供できます。包括的な分析と強化学習のためのベンチマークを開発し、センサーをインストールします。これらの進歩は、3D プリントモデルがロボット手術トレーニングの進化するニーズを満たすことを保証するために重要です。

ロボット手術トレーニングにおける人工知能の進歩<br /> 現在の評価方法は人間の主観的な評価に依存しており、偏見を招き、教育者や評価者の多大な時間とリソースを消費する可能性があるため、ロボット手術トレーニングの客観的な評価の必要性を強調することが重要です。自動パフォーマンスメトリック (APM) の登場により、外科手術の技術を客観的かつ分析的に評価する機会が提供され、外科研修医は偏りのない定量化可能な評価を得られるようになりました。「dVLogger」と呼ばれる新しいデータロガーは、da Vinci Surgical System から直接データを取得し、自動データ収集を容易にするために開発されました。

人工知能は、AI ディープラーニング、機械学習機能、およびビデオ、トレーニング手順、画像、医療記録などの大量の手術データの整理と共有を通じて、ロボット手術の実践に革命を起こす可能性を秘めています。したがって、トレーニング中に遭遇する可能性のある困難な状況を特定することで、手術中にさまざまなデータタイプをリアルタイムで監視および分析し、有害事象を予測して防止できるようになります。

さらに、ロボット手術のトレーニングにおける 3D プリントの可能性を最大限に引き出すには、厳格な方法論と長期にわたる追跡調査を含む広範な証拠と高品質の研究が必要です。正確な評価には、3D プリントされた臓器モデルをさまざまな設定で実際に使用することが重要です。

要約と展望<br /> 結論として、ロボット手術トレーニングにおける 3D プリントモデルと AI 統合の可能性は、解剖学的に正確で、コスト効率が高く、パーソナライズされたモデルを提供することで実現できます。さらに、AI の進歩により、客観的な評価から 3D プリントモデル技術、リアリティの向上まで、無限の可能性が生まれます。これらすべてが最先端の技術を統合することで、ロボット手術のトレーニングと患者ケアの進歩に役立ちます。

著者について<br /> 王志飛氏は浙江省人民病院ヘルニア・腹壁外科部長、主任医師、国際協力・対外協力室副室長です。中国のロボット手術の最初のポスドク研究員、博士号監督、博士号、博士号（胃食道逆流症およびアチカラシアなど）、体重減少代謝手術、ヘルニアの副委員会の副委員会の副委員会の副委員会の副委員会は、中国医師協会と中国の医師協会、および青少年委員会の副議長、ヘルニアおよび腹部壁産業の胃食道逆流の専門家グループの副議長、中国保健産業エンタープライズ管理協会の臨床研究部門は、中国博士号の中国博士号委員会の体重減少および代謝協会のメンバーSurgery Elite Club、およびその他の学問的地位、および肥満および代謝疾患手術の専門家メンバーは、中国医師協会の手術部門のワーキンググループの専門家です。中国で初めて米国で手術ロボット外科医の資格を取得した医師。「中国低侵襲手術ジャーナル」など、いくつかの雑誌の編集委員を務めている。科学研究は、手術トレーニング用の3Dプリントモデルの開発、トレーニングシステムの構築と変革に重点を置いている。科学技術部の重点研究開発プロジェクトや浙江省の主要科学技術プロジェクトを主宰。首席で2020年浙江科学技術進歩賞の3等賞を受賞した。

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