内視鏡外科手術で人工知能(AI)を取り入れた新しい取り組みで、世界初となる検証実験に成功!

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内視鏡外科手術で人工知能(AI)を取り入れた新しい取り組みで、世界初となる検証実験に成功!

2019.05.01

提供:福岡工業大学

内視鏡外科手術で人工知能(AI)を取り入れた新しい取り組みで、世界初となる検証実験に成功!

2018年12月 大分大学病院にて人工知能を用いた内視鏡外科手術を補助するソフトウェアを用いた世界初のナビゲーション手術が行われ、大分大学は同手術の成功を発表しました。
この取り組みは、日本医療研究開発機構(AMED)の「未来医療を実現する医療機器・システム開発事業」の一環で、研究代表者は大分大学医学部消化器・小児外科の猪股雅史教授。福岡工業大学は、同取組において人工知能ソフトウェアの開発を担当しています。どのような研究内容なのでしょうか。

この記事をまとめると

  • 技術での解決をめざす!内視鏡外科手術の課題とは。
  • モニター上に手術時に必要な目印を表示することで、手術の安全性向上に期待。
  • 熟練医の「暗黙の知」を学修したAIが手術をサポート。

技術での解決をめざす!内視鏡外科手術の課題とは

みなさんは内視鏡外科手術がどのようなものかご存知でしょうか?
「手術」と聞くと執刀医がメスを使って体を大きく切り開いて……という開腹手術のシーンをイメージする方が多いかと思います。
内視鏡外科手術は、体に小さな穴をあけて内視鏡カメラや手術器具を差し込み、執刀医はモニターの映像を見ながら進めていきます。患者にとってのメリットは、傷口が小さいので、手術後の痛みが少なく回復が早い、手術の跡が分かりにくいなど。内視鏡外科手術は、手術機器の発展も伴いできる体の部位も増え、実施件数は年々増加しています。
しかし、一般的な手術よりも技術的に難しいためミスの事例も起きており、専門医の不足が課題になっています。

モニター上に手術時に必要な目印を表示することで、手術の安全性向上に期待。

技術的に難しい内視鏡外科手術。ミスを防ぎ、専門医を養成するため、福岡工業大学は、大分大学と精密機器メーカーのオリンパス株式会社と共同で研究しています。
取り組んでいるのは、人工知能を用いた内視鏡外科手術を補助するソフトウェアの開発。内容は、執刀医が内視鏡外科手術中に見るモニター映像上に、安全に手術を進めるためのいくつかの目印(ランドマーク)をリアルタイムで表示する技術の開発です。つまり、執刀医は自分の知見に加え、モニター上に出てくる情報を確認しながら手術を進めることができるのです。
イメージは、眼鏡をかけると見た人やモノの情報がレンズに浮かび上がる……そんなSF映画に出てくるようなテクノロジーの手術版といったところでしょうか。
この技術は、手術の安全性を高めることが期待されています。

熟練医の「暗黙の知」を学習したAIが手術をサポート。

人工知能を用いた内視鏡外科手術を補助するソフトウェアの開発はどのように行われたのでしょうか?
開発は、内視鏡外科手術が最も普及している胆嚢摘出術で進められています。
大分大学や日本内視鏡外科学会が保有する約100症例の手術動画から生成した数万点の手術画像をAIに学習させ、熟練医が経験から得た「暗黙の知」をコンピュータが解析。AIは、過去のデータから必要となるランドマークの情報を蓄積していきます。学習したAIは、実際の手術映像を瞬時に分析してリアルタイムにランドマークを表示していく、という仕組みで開発は進められました。こうして書くと簡単そうですが、開発者である徳安達士教授(福岡工業大学 情報工学部 情報システム工学科)によると、「この取り組みでは、人工知能は内視鏡外科医の臨床的観点から精度の善し悪しが評価されるので、手術現場で役立つまで人工知能を成長させるのに様々な工夫が必要だった」とのこと。現在、開発チームは臨床性能試験の準備に取り組んでいます。

このように福岡工業大学は、医療技術の先端領域での研究をはじめ、様々な分野で研究しています。
ぜひ、公式サイトで福岡工業大学がしている研究内容を見てください。
https://www.fit.ac.jp/

【広告企画】提供 : 福岡工業大学

この記事のテーマ
情報学・通信」を解説

情報通信産業には、通信業、放送業、情報サービス業、インターネット付随サービス業、映像・音声・文字情報制作業の5分野があります。近年は各分野の垣根が取り払われつつありますが、なかでも注目されているのが、インターネットに代表されるコンピュータを介した情報通信工学でしょう。高度に情報化が進んだ現代において、安全保障や経済政策はもちろんのこと、日常生活に至るあらゆるシーンで必要とされる、活躍の場の広い学問です。

「情報学・通信」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「システム・制御工学」
はこんな学問です

ロボット技術を機械・電子などの工学的視点から研究開発する学問である。研究分野は、製造現場で働く工作ロボットや福祉施設で活躍する介護ロボット、家庭で愛されるペット用ロボットなどを研究する「ロボット工学」、機械やロボットの動きを計算する「計測システム工学」、飛行機・鉄道などの大型の乗り物のコントロール技術を研究する「制御システム工学」など、幅広く生活や産業に密接につながっている。

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