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YAMAGUCHI Tomoko
Graduate School of Medicine / Department of Medical Device Engineering
Associate Professor

Researcher basic information

■ Research Keyword
  • 手術工程解析
  • コンピュータ外科学
■ Research Areas
  • Life sciences / Biomedical engineering

Research activity information

■ Award
  • Nov. 2022 日本コンピュータ外科学会, JSCAS2022 Best Paper Award (Engineering), Skill Assessment and Visualization System for Endoscopic Sinus Surgery
    Tomoko Yamaguchi, Ryoichi Nakamura, Akihito Kuboki , Yuichiro Sawano, Ryu Ebata, Nobuyoshi Otori

  • Nov. 2021 CAS Young Investigator Award 富士フイルムヘルスケア賞 2020 富士フイルムヘルスケア賞（ゴールド賞）

■ Paper
  • Munenori Uemura, Kiyoyuki Chinzei, Takeshi Urade, Nobuaki Yamasaki, Junichiro Hirata, Yasuyoshi Okamura, Tomoko Yamaguchi, Hideto Ueki, Kaito Nanchi, Tatsuya Hattori, Yuki Mitani, Yasuo Chihara, Seiichi Ozawa, Takumi Fukumoto
    Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Aug. 2026, IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, 8(3) (3), 1015 - 1024
    Scientific journal

  • Tomoko Yamaguchi, Ryoichi Nakamura, Akihito Kuboki, Nobuyoshi Otori
    Lead, 2025, Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 15384 LNCS, 151 - 161
    International conference proceedings

  • Atsushi Kuwano, Manabu Tamura, Hidetsugu Asano, Tomoko Yamaguchi, Jose Gomez-Tames, Takakazu Kawamata, Ken Masamune, Yoshihiro Muragaki
    PURPOSE: The primary goals of glioma surgery are maximal tumor resection and preservation of brain function. Intraoperative motor-evoked potential (MEP) monitoring is commonly used to predict and minimize postoperative paralysis. However, studies on intraoperative MEP trends and postoperative paralysis are scarce. This study aimed to determine the relationship between intraoperative MEP trends and postoperative paralysis. METHODS: This retrospective study evaluated 229 patients with supratentorial glioma without preoperative paralysis who underwent tumor resection surgery under general anesthesia at our institution between October 2019 and December 2022. Intraoperative transcranial MEP monitoring was performed, and the entire MEP trends on affected and unaffected sides was visualized. Postoperative paralysis and patient-related factors were analyzed. RESULTS: Postoperative paralysis occurred in 36 patients, with the paralysis improving over time and being permanent in 30 and 6 patients, respectively. In the improvement group, the temporary decrease in transcranial MEP rapidly improved. Even when the MEPs were <50% of the control value, fluctuations indicating improvement were observed after the decrease. However, in the permanent paralysis group, transcranial MEP remained consistently <50% of the control value until the end of surgery, after its initial decrease. The significant factors contributing to permanent paralysis were tumor localization close to the pyramidal tract (p = 0.0304) and postoperative cerebral infarction in the pyramidal tract (p = 0.0009). CONCLUSIONS: The overall intraoperative MEP trend can reflect the risk of postoperative paralysis during glioma surgery. Thus, visualizing this trend can provide a better understanding of the prognosis of postoperative paralysis.
    Nov. 2024, World neurosurgery, English, International magazine
    Scientific journal

  • 山口 智子, 村垣 善浩
    (株)日本臨床社, Jan. 2024, 日本臨床, 82(増刊1 ロボット支援手術) (増刊1 ロボット支援手術), 488 - 493, Japanese

  • 山口 智子, 正宗 賢, 村垣 善浩
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Apr. 2023, 日本コンピュータ外科学会誌, 25(1) (1), 16 - 21, Japanese

  • Tomoko Yamaguchi, Atsushi Kuwano, Toshihiko Koyama, Jun Okamoto, Shigeyuki Suzuki, Hideki Okuda, Taiichi Saito, Ken Masamune, Yoshihiro Muragaki
    Feb. 2023, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 18(2) (2), 269 - 278
    Scientific journal

  • 未来医療を実現するスマート治療室SCOT
    村垣 善浩, 齋藤 太一, 新田 雅之, 石川 達也, 吉光 喜太郎, 山口 智子, 田村 学, 川俣 貴一, 正宗 賢
    (一社)日本人工臓器学会, Oct. 2022, 人工臓器, 51(2) (2), S - 18, Japanese

  • 未来医療を実現するスマート治療室SCOT
    村垣 善浩, 齋藤 太一, 新田 雅之, 石川 達也, 吉光 喜太郎, 山口 智子, 田村 学, 川俣 貴一, 正宗 賢
    (一社)日本人工臓器学会, Oct. 2022, 人工臓器, 51(2) (2), S - 18, Japanese

  • 覚醒下脳腫瘍摘出術における手術工程同定に向けた顕微鏡画像からの術具検出手法の提案
    佐藤 生馬, 田村 学, 山口 智子, 吉光 喜太郎, 藤野 雄一, 村垣 善浩, 正宗 賢
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Jun. 2022, 日本コンピュータ外科学会誌, 24(2) (2), 157 - 158, Japanese

  • 医工融合によって開発するスマート治療室SCOT
    山口智子, 吉光喜太郎, 岡本淳, 齋藤太一, 田村学, 北原秀治, 楠田佳緒, 正宗賢, 村垣善浩
    Lead, (有)科学評論社, Apr. 2022, 泌尿器科, 15(4) (4), 454 - 459, Japanese
    [Invited]

  • YAMAGUCHI Tomoko†, NAKAMURA Ryoichi, KUBOKI Akihito, OTORI Nobuyoshi
    Abstract Endoscopic sinus surgery is a common procedure for chronic sinusitis; however, complications have been reported in some cases. Improving surgical outcomes requires an improvement in a surgeon’s skills. In this study, we used surgical workflow analysis to automatically extract “errors,” indicating whether there was a large difference in the comparative evaluation of procedures performed by experts and residents. First, we quantified surgical features using surgical log data, which contained surgical instrument information (e.g., tip position) and time stamp. Second, we created a surgical process model (SPM), which represents the temporal transition of the surgical features. Finally, we identified technical issues by creating an expert standard SPM and comparing it to the novice SPM. We verified the performance of our methods by using the clinical data of 39 patients. In total, 303 portions were detected as an error, and they were classified into six categories. Three risky operations were overlooked, and there were 11 overdetected errors. We noted that most errors detected by our method involved dangers. The implementation of our methods of automatic improvement points detection may be advantageous. Our methods may help reduce the time for reviewing and improving the surgical technique efficiently.
    Springer Science and Business Media LLC, Apr. 2022, Scientific reports, 12(1) (1), 6638
    [Refereed]
    Scientific journal

  • TANAKA Akira, YOSHIMITSU Kitaro, YAMAGUCHI Tomoko, MASAMUNE Ken, MURAGAKI Yoshihiro
    Objectives: The number of medical accidents and incidents (A/I) that caused by various types of electric cables in medical equipment is increasing. Though one of the effective measure is to physically eliminate the cables, no scientific investigation into the A/I has been ever reported. Therefore, in this report, we focused on the causes of A/I regarding the electric and cables in the medical field and the current countermeasures. The wirelessization in medical devices would be considered to contribute to the suppression of A/I. Methods: Cases survey of A/I which is caused on the electric cables were searched on the website of the Japan Council for Quality Health Care Medical Accident Information Collection Project. We classified the contents of the search results into the place of occurrence, medical equipment, and placement of electric cables, and examined the distribution form of the number of A/I occurrences and the reason. Results: From 2010 to 2019, 104,659 A/I cases were reported. 401 cases of the all were caused by sort of cables. The most common location was 34% (135 cases) in the hospital room, 27% (109 cases) was in the operating theater and 12% (49 cases) in the ICU, the total of these three locations accounts for 73%. The medical devices were counted 118 models. As for location, the number of cables connecting "equipment / power supply" was the highest at 182 (45%). Most of the occurrences of A/I were "non-energized" and "disconnected", the causes were "forgot connecting" and "wrong cable connection", and 66% were human errors. As for measures, 92% were "human-powered measures" such as education, dissemination, and review of procedure manuals. Conclusions: One of the effective measures was to reduce the number of lines, and it was thought that the wirelessization of electric wire lines would also help to suppress A/I.
    The Japanese Society for Quality and Safety in Healthcare, 2022, The Japanese Journal of Quality and Safety in Healthcare, 17(4) (4), 399 - 406, Japanese

  • 未来予測脳腫瘍摘出術と遠隔手術支援に向けた取り組み
    田村 学, 佐藤 生馬, 山口 智子, 吉光 喜太郎, 堀瀬 友貴, 丸山 隆志, 新田 雅之, 齋藤 太一, 藤野 雄一, 正宗 賢, 川俣 貴一, 伊関 洋, 村垣 善浩
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2021, 日本コンピュータ外科学会誌, 23(4) (4), 211 - 211, Japanese

  • コロナ下での医療機器研究開発 コロナ禍非接触診療を目指したケアユニット研究開発
    田村 学, 山口 智子, 吉光 喜太郎, 正宗 賢, 満田 年宏, 川名 正敏, 村垣 善浩
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2021, 日本コンピュータ外科学会誌, 23(4) (4), 198 - 198, Japanese

  • 医療機器の電線ラインに係わるアクシデント/インシデント調査と手術室内ワイヤレス給電の開発
    田中 顯, 岡本 淳, 吉光 喜太郎, 山口 智子, 正宗 賢, 村垣 善浩
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2021, 日本コンピュータ外科学会誌, 23(4) (4), 212 - 212, Japanese

  • 腫瘍摘出術における立体顕微鏡画像からの術具位置による情報呈示方法の検討
    佐藤 生馬, 田村 学, 山口 智子, 楠田 佳緒, 吉光 喜太郎, 藤野 雄一, 村垣 善浩, 正宗 賢
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2021, 日本コンピュータ外科学会誌, 23(4) (4), 284 - 285, Japanese

  • 覚醒下脳腫瘍摘出術における手術工程同定のための深層学習を用いた顕微鏡画像からの特徴量抽出手法の提案
    佐藤 生馬, 田村 学, 山口 智子, 藤野 雄一, 吉光 喜太郎, 村垣 善浩, 正宗 賢
    (一社)日本医用画像工学会, Oct. 2021, 日本医用画像工学会大会予稿集, 40回, 196 - 198, Japanese

  • 正宗 賢, 山口 智子, 村垣 善浩
    バイオメカニズム学会, Aug. 2021, バイオメカニズム学会誌, 45(3) (3), 123 - 128, Japanese

  • Tomoko Yamaguchi, Ryoichi Nakamura, Akihito Kuboki, Yuichiro Sawano, Ryu Ebata, Nobuyoshi Otori
    Lead, The Japan Society of Computer Aided Surgery, 2020, Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery, 22(1) (1), 21 - 32
    [Refereed]
    Scientific journal

  • T. Yamaguchi, R. Nakamura
    Lead, Springer Science and Business Media LLC, Sep. 2018, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 13(9) (9), 1453 - 1461
    [Refereed]
    Scientific journal

  • 内視鏡外科手術の教育 客観的技量評価とそれに基づいた教育システムを備えた内視鏡外科手術トレーニングシステムの開発
    山口 智子, 杉野 貴明, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2016, 日本内視鏡外科学会雑誌, 21(7) (7), WS24 - 7, Japanese

  • Takaaki Sugino, Akihito Kuboki, Tsuguhisa Nakayama, Kazuhiro Ohmura, Daiya Asaka, Tomoko Yamaguchi, Hiromi Kojima, Nobuyoshi Ohtori, Ryoichi Nakamura
    Endoscopic sinus surgery (ESS) has been performed with a navigation system to reduce a risk of causing injuries and complications during the surgery. However, supporting the improvement of surgeons' skill levels is important to further improve the safety of ESS. We previously developed a method for analyzing and evaluating the motion of the forceps during a glioma surgery and a laparoscopic cholecystectomy in order to help surgeons to learn surgical skills. As a surgeon need to operate an endoscopic camera and a forceps in the case of ESS, we focused on analyzing a camera operation. Therefore, in this study, we present a quantitative analysis method of a camera operation during ESS. By using the information obtained by a navigation system, we developed a method for quantifying a camera operation with five analytical parameters and estimating surgeons skill levels based on discrimination analysis. For fundamental validation, we analyzed a camera operation during a simulated bone resection task for ESS using a nasal bone phantom. Eight surgeons (four experts and four novices) participated to the study and the task was performed five times by each surgeon. A total of forty procedures were analyzed to validate our method. Based on the validation results, we believe that our analytical method is effective for quantitatively analyzing and evaluating surgical performances without depending on years of experience.
    The Japan Society of Computer Aided Surgery, 2016, Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery, 17(4) (4), 333 - 342, Japanese
    [Refereed]
    Scientific journal

■ MISC
  • 最新の研究動向2024コンピュータ支援治療
    諸岡健一, 山口智子
    Mar. 2025, 電子情報通信学会技術研究報告IEICE Technical Report

  • 【最新の診療部門の動向】新しい手術環境(スマート治療室SCOT)
    村垣 善浩, 山口 智子
    (一社)日本医療福祉設備協会, Jan. 2023, 病院設備, 65(1) (1), 8 - 11, Japanese

  • Building of surgical support environment by surgical support analysis via high-speed network in brain tumor surgery
    中村朝陽, 佐藤生馬, 田村学, 山口智子, 楠田佳緒, 吉光喜太郎, 村垣善浩, 正宗賢, 藤野雄一
    2022, 電子情報通信学会技術研究報告(Web), 121(347(MI2021 42-89)) (347(MI2021 42-89))

  • Acquisition of digital information in nursing facility and construction of ethical environment for experiments
    楠田佳緒, 楠田佳緒, 吉光喜太郎, 山口智子, 杉浦恵介, 溝渕佳子, 田代敏行, 正宗賢, 村垣善浩, 伊関洋, 伊関洋
    2022, LIFE講演概要集(CD-ROM), 2022

  • Surgical Tool Detection Method of Microscopic Images for Surgical Process Identification in Awake Surgery
    佐藤生馬, 田村学, 山口智子, 吉光喜太郎, 藤野雄一, 村垣善浩, 正宗賢
    2022, 日本コンピュータ外科学会誌(Web), 24(2) (2)

  • スマート治療室(手術室)における5Gネットワークの応用—特集 5Gで建設業界さらには生活が変わる?
    田村 学, 村垣 善浩, 吉光 喜太郎, 山口 智子, 正宗 賢, 高橋 正泰, 佐藤 生馬, 藤野 雄一, 中島 毅
    東京 : 建築設備綜合協会, Nov. 2021, BE建築設備, 72(11) (11), 50 - 57, Japanese

  • 医療DXの具現化形としてのスマート治療室とモビリティ化への拡張展開
    吉光喜太郎, 岡本淳, 堀瀬友貴, 孫瀟, 田村学, 齋藤太一, 楠田佳緒, 山口智子, 正宗賢, 村垣善浩
    (一社)日本集中治療医学会, 2021, 日本集中治療医学会学術集会(Web), 48th(Suppl.2) (Suppl.2), 227 - 227, Japanese

  • 手術室における機器のレイアウトモニタリングに向けた相互運用性のある位置計測システムのプロトタイプ設計
    玉川 正貴, 土井根 礼音, 楠田 佳緒, 孫 瀟, 山口 智子, 村垣 善浩, 正宗 賢, 土肥 健純, 桑名 健太
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2020, 日本コンピュータ外科学会誌, 22(4) (4), 353 - 353, Japanese

  • 内視鏡下副鼻腔手術における工程解析による手技課題抽出手法の開発
    山口 智子, 中村 亮一, 久保木 章仁, 澤野 悠一郎, 江幡 龍, 鴻 信義
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Nov. 2020, 日本コンピュータ外科学会誌, 22(4) (4), 350 - 350, Japanese

  • 情報技術(IT)と最先端医療 外科医療の計測・分析・提示技術による最適化と医工産学連携
    中村 亮一, 杉野 貴明, 山口 智子, 山本 将志, 深津 尚希, 青木 聖文, 澤野 悠一郎, 川平 洋, 植村 宗則, 久保木 章仁, 鴻 信義
    (一社)日本脊椎脊髄病学会, Mar. 2018, Journal of Spine Research, 9(3) (3), 209 - 209, Japanese

  • 情報技術(IT)と最先端医療 外科医療の計測・分析・提示技術による最適化と医工産学連携
    中村 亮一, 杉野 貴明, 山口 智子, 山本 将志, 深津 尚希, 青木 聖文, 澤野 悠一郎, 川平 洋, 植村 宗則, 久保木 章仁, 鴻 信義
    (一社)日本脊椎脊髄病学会, Mar. 2018, Journal of Spine Research, 9(3) (3), 209 - 209, Japanese

  • 手技の定量評価と評価フィードバック機構を備えた内視鏡下手術教育支援システムの開発
    山口 智子, 鴻 信義, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2017, 日本内視鏡外科学会雑誌, 22(7) (7), SF121 - 03, Japanese

  • 内視鏡下腸管縫合訓練手技の時系列工程解析による定量評価
    青木 聖文, 深津 尚希, 山口 智子, 植村 宗則, 橋爪 誠, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2017, 日本内視鏡外科学会雑誌, 22(7) (7), SF121 - 04, Japanese

  • 映像からの術具運動解析による腸管縫合手技の定量評価 JSES縫合結紮王決定戦2016手技データ解析報告
    深津 尚希, 青木 聖文, 山口 智子, 植村 宗則, 橋爪 誠, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2017, 日本内視鏡外科学会雑誌, 22(7) (7), SF121 - 05, Japanese

  • 手技の定量評価に基づく評価とフィードバックが可能な内視鏡下手術手技習熟支援システムの開発
    山口 智子, 鴻 信義, 中村 亮一
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Oct. 2017, 日本コンピュータ外科学会誌, 19(4) (4), 292 - 292, Japanese

  • 映像からの鉗子運動自動計測による腸管縫合訓練手技の定量評価
    深津 尚希, 青木 聖文, 山口 智子, 植村 宗則, 橋爪 誠, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2016, 日本内視鏡外科学会雑誌, 21(7) (7), OS213 - 5, Japanese

  • トレーニング映像からの画像処理を用いた鉗子運動解析に基づく定量的な腸管縫合手技評価システムの開発
    深津尚希, 青木聖文, 山口智子, 植村宗則, 植村宗則, 橋爪誠, 中村亮一, 中村亮一, 中村亮一
    (一社)日本コンピュータ外科学会, 01 Nov. 2016, 日本コンピュータ外科学会誌, 18(4) (4), 300 - 300, Japanese

  • 画像診断が外科手術を変える 術中診断・映像の取得・分析・提示による新たな軟性臓器ナビゲーション手術"i-WaFLES"の創成
    中村 亮一, Pham Duc Tai, 杉野 貴明, 中田 浩之, 山口 智子, 林 優希, 川平 洋, 五十嵐 辰男
    (一社)日本泌尿器科学会総会事務局, Apr. 2016, 日本泌尿器科学会総会, 104回, PPS16 - 4, Japanese

  • 内視鏡下手術トレーニングにおける技術評価及び教育システムの開発~術具運動計測による定量的手技評価手法と効果的な教授法の検討~
    山口智子, 杉野貴明, 中村亮一, 中村亮一
    2016, 日本コンピュータ外科学会誌, 18(4) (4)

  • 客観的技量評価とそれに基づいた教育システムを備えた内視鏡外科手術トレーニングシステムの開発
    山口智子, 杉野貴明, 中村亮一
    2016, 日本内視鏡外科学会雑誌, 21(7 (CD-ROM)) (7 (CD-ROM))

  • カメラ映像分析での鉗子運動計測をもちいた定量的な腸管縫合訓練評価
    山口 智子, 深津 尚希, 杉野 貴明, 中村 亮一, 橋爪 誠, 植村 宗則
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2015, 日本内視鏡外科学会雑誌, 20(7) (7), OS87 - 1, Japanese

  • 手術ナビゲーション情報を用いた手技定量評価手法 内視鏡下副鼻腔手術への応用
    杉野 貴明, 久保木 章仁, 中山 次久, 山口 智子, 鴻 信義, 中村 亮一
    (一社)日本内視鏡外科学会, Dec. 2015, 日本内視鏡外科学会雑誌, 20(7) (7), OS52 - 2, Japanese

  • 内視鏡下副鼻腔手術における定量的手術技能分析法の開発 ナビゲーション情報を用いた内視鏡操作の定量分析
    杉野 貴明, 久保木 章仁, 中山 次久, 大村 和弘, 浅香 大也, 山口 智子, 小島 博己, 鴻 信義, 中村 亮一
    (一社)日本コンピュータ外科学会, Oct. 2015, 日本コンピュータ外科学会誌, 17(3) (3), 237 - 238, Japanese

■ Lectures, oral presentations, etc.
  • CholecTrack20-Mamba: 新規Mamba状態空間モデルによる手術器具・解剖学的構造デュアルトラッキングシステム
    三好壮成, 山口智子, 古屋貴士
    Nov. 2025

  • 手術支援ロボット hinotori の操作ログ解析による技能評価と手術成績予測システムの開発
    植木秀登, 原琢人, 山口智子, 脇田直人, 岡村泰義, 鈴木光太郎, 板東由加里, 鎮西清行, 寺川智章, 八尾昭久, 亭島淳, 千葉公嗣, 三宅秀明
    第34回日本コンピュータ外科学会大会, Nov. 2025
    Oral presentation

  • ロボットーソフトウェア連携による与薬管理システムの開発
    山口智子, 楠田佳緒, 内村祐之, 吉光喜太朗, 村垣善浩, 正宗賢
    第13回看護理工学会学術集会, Nov. 2025

  • 地域一体型仮想バイオバンクネットワークを志向したSemantic Data Model (SDM) データウェアハウスの設計と構築
    中村恵宣, 鈴木英夫, 森本耕平, 岡野隆一, 佐藤伊都子, 藤原明子, 小林定利, 植木博文, 山口智子, 前田英一
    第53回 日本Mテクノロジー学会, Oct. 2025

  • Real-Time Surgical Instrument Segmentation Using Efficient Deep Learning
    Masanari Miyoshi, Tomoko Yamaguchi, Takashi Furuya
    Sep. 2025

■ Research Themes
  • 安全性と有効性を両立する自律型AI手術支援ロボットのための基盤技術構築
    山口 智子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究, 神戸大学, 01 Apr. 2026 - 31 Mar. 2029

  • 発話プロセス解明と機能回復を目指す覚醒下術中言語機能検査記録アノテーションの開発
    田村 学, 若林 秀隆, 角田 明子, 待井 典子, 金野 竜太, 山口 智子, ゴメスタメス ホセデビツト
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京女子医科大学, 01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2029

  • Visualizing "Mastery" to Ensure "Safety" -Building a Foundation to Transfer Safe Surgery Techniques
    植村 宗則, 家入 里志, 山口 智子, 江藤 正俊, 川平 洋
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Kumamoto University, 01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2028

  • 外科手術のパフォーマンス評価とフィードバックによる日々のスパイラル成長支援
    吉光 喜太郎, 齋藤 太一, 山口 智子, 山田 和彦, 石川 達也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京女子医科大学, 01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2026

  • 外科手術における技術習得の効率化と均てん化を実現する熟練手技モデル開発
    山口 智子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究, 神戸大学, 01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    外科手術における治療の質・成績は外科医の技量に拠るところが大きく、安全かつ効率 良い手術を提供するために手術手技教育は重要度を増している。現状の若手医師への教育は 熟練医の経験と勘を頼りに主観的・感覚的に行われており、アナログ情報に依存している部分もある。技能伝達には、客観的なエビデンスに基づき再現性を持つ定量的な尺度や指標が必要である。そこで本研究は、臨床環境においてアナログ情報も含む手術全体を通した各種情報をもとに構築された客観的な技能伝達に有用な手術モデルを活用した、手技習熟支援及び業務効率化を目指す。初年度である今年度は以下の成果を得た。 （１）脳血管内治療を対象とし、手術作業情報は蓄積されているか、また蓄積されている場合はどのように蓄積しているかの現状調査を実施した。特に手術におけるアナログ情報依存部分の実際の運用方法を確認し、現場スタッフにも受け入れられやすいデジタル取得方法を検討した。 （２）本研究を実施するにあたり、研究実施予定場所での倫理審査委員会の承認を得た。 （３）現状、蓄積はされているものの扱いづらい形式で保存されていた手術作業情報（手術室内ビデオなど）を利活用しやすく保存するシステムを構築した。

  • Surgical performance evaluation and feedback for surgeons' daily spiral growth
    吉光 喜太郎, 石川 達也, 山口 智子, 山田 和彦, 齋藤 太一
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tokyo Women's Medical University, 01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2026
    本年度は外科手術スパイラル成長支援システムの要件定義から着手した。このシステムの最終目標はカラオケの採点のように手術終了時に「今日の症例はXX点！」のようにパフォーマンススコアを提示し臨床スタッフにフィードバックすることで臨床力の向上を目指している。これを実現するために、各スタッフ動線、タスク内容を同定できるシステムを２段階で構築することにした。本年度はいつ、だれが、なにをしているかを計測するシステムを構築した。計測対象手術は症例数が多く、手順が定型化され熟練医と経験の浅い医師の技術やチームパフォーマンスの差が顕著に評価しやすい脳神経外科血管内治療の症例をターゲットとし、当該症例が実施されているスマート治療室（SCOT A室）にシステムを構築することとした。スタッフ動線捕捉用センサは赤外線深度センサを2製品検討した。検討の結果、他モダリティとの同期、およびシステム連携実績が豊富なセンサを選定し、手術室前の廊下、操作室、手術室内に死角なきよう当該センサを20個天井面に設置した。これにより手術室フロアのどこに人がいるかがわかる。解析システムではエリア定義もできるため、エリアとタスクの紐づけから何をしているかが分析できる。個人識別には顔認証システムを連携させることで、以上を統合することでいつ、だれが、なにをしているかをデータ集約できるシステムとした。 また、本年度は計測した結果をスコア化するためのアルゴリズムを検討するために、その第一段階として血管内治療症例においてスコアリングに大きく影響する可能性の高い評価パラメータの検討を実施した。その結果、目標となる手術計画との時間的差分、視線の移動量、医師がオーダーを出すタイミングと対応時間、タスク実施時間が重要パラメータと定義し、これらを用いて血管内治療症例における手術の理想形（あるべき姿）を設定した。

  • 多元計算解剖脳モデルに磁気刺激を周術期活用した神経機能回復維持プログラムの開発
    田村 学, 平田 晃正, 佐藤 生馬, 山口 智子, 角田 明子, 桑野 淳, ゴメスタメス ホセデビツト, 若林 秀隆
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京女子医科大学, 01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
    令和4年度における研究目標の1つとして、術中脳変形情報を修正しながら、脳機能部位情報を予測し標準化することを挙げており、所属機関のスマート手術室で実施した手術データ利活用する目的で55例のデータ抽出並びに解析を行った。具体的には、手術工程及び画像セグメンテーションについてAI解析を行い、脳機能位置を標準脳に統合する手法を確立した。この研究結果の成果により、術前磁気刺激情報から電気刺激の物理と電気生理応答を統合したシミュレーションと高精度な機能部位推定を行う準備を整えることができた。また、脳変形を伴う患者術中MRIに、機能情報を付加した標準脳を統合する画像変換工程を最適化すると共に、ここで作成した標準脳上に術中脳機能リスクマップを投影し、シミュレーションを実現するにいたりその結果を論文にまとめた。 さらに、運動野近傍に腫瘍が局在する手術予定患者への前向き観察研究として、学内倫理委員会のの手続きも進め、研究登録の準備が整えられた。また、磁気刺激によって運動誘発電位が記録でき被験者のMRI上に投影記録されることを研究分担者ボランティアに対し複数回のシミュレーションで確認し、予定通りの記録取得並びに保存可能であることを確認した。 具体的な研究手順として、運動野近傍に位置する脳腫瘍患者を適切にリクルートするため、定期的な脳腫瘍チームを脳神経外科医、リハビリ専門医、作業療法士、理学療法士で編成されたミーティングを重ね、術前後トータルに脳機能評価及び生活評価ができるシステムを作り上げた。この結果について学会報告としてまとめると共に、令和5年度より本格的な患者登録と術前後の適切かつ正確な脳機能評価、磁気刺激検査結果取得、リハビリテーション結果との関連評価につなげる基盤を構築した。

  • 多元計算解剖脳モデルに磁気刺激を周術期活用した神経機能回復維持プログラムの開発
    田村 学, 平田 晃正, 佐藤 生馬, 角田 明子, ゴメスタメス ホセデビツト, 若林 秀隆, 山口 智子, 桑野 淳
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京女子医科大学, 01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025

  • 外科手術手技の定量化・客観的評価による効率的習熟支援システムの開発
    山口 智子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 研究活動スタート支援, 東京女子医科大学, 11 Sep. 2020 - 31 Mar. 2023
    外科手術領域における技能伝承は熟練医に依存しており、熟練医の負担となっている。また、客観的な手技評価を行うことが求められている。そこで本研究では客観性のある手術手技習熟支援を目指し、まずは手技特徴を定量化することを目的とする。2021年度は以下の成果を得た。 (1)内視鏡下副鼻腔手術における熟練医の手技モデルを構築し、それと比較することで若手医師の手技課題を特定する手法の妥当性評価を行った。(2)脳神経外科手術において脳腫瘍摘出術を対象に、手術室内の機器から得られる情報（手術ナビゲーションシステムより得られる術具位置情報、術中MRI画像情報、手術顕微鏡映像、術中神経モニタ情報など）を蓄積した。(3)蓄積したデータのフィルタリングとクレンジングを行った。 (4)手術ナビゲーションシステムの術具位置情報と術中神経モニタ情報を組み合わせた解析の初期検討を行った。 今年度得られた研究成果は国内学会（第30回コンピュータ外科学会）にて発表し、海外雑誌へ投稿した。

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