ビデオからの腹腔鏡下遠位胃切除術のスキル評価：新しい人工知能に基づく器具識別システム
カテゴリ：医学教育
公開日：2026年2月19日
タイトル：Laparoscopic distal gastrectomy skill evaluation from video: a new artificial intelligence-based instrument identification system
雑誌名：Sci Rep. 2024 May 30; 14(1): 12432.
概 要：
本研究は、人工知能（AI）を用いた物体検出技術を活用し、手術器具の位置座標をビデオから特定することを目的としています。18本の腹腔鏡下遠位胃切除術のビデオを用いて、熟練外科医と初心者外科医の間での運動学的な違いを調査しました。AIアルゴリズムは、手術器具の先端のXおよびY座標を正確に識別するように開発されました。分析の結果、熟練外科医はより効率的かつ規則的に動き、手術時間と移動距離が有意に短いことが示されました。スキルレベル間での速度、加速度、またはジャークの違いは見られませんでしたが、変動評価指標βは熟練者で有意に高い値を示しました。ROC曲線のカットオフ値1.4は、熟練者と初心者に対してそれぞれ77.8%の感度と特異度を示しました。この研究は、AIによる物体検出と変動分析がリアルタイムでのスキル評価を可能にし、周術期評価の潜在能力を持つことを示唆しています。
方 法：
本研究は、3人の熟練外科医と3人の初心者外科医からの18本の腹腔鏡下遠位胃切除術のビデオを対象とした分析です。各外科医から3本のビデオを収集し、合計11.6時間、1,254,010フレームを解析しました。AIアルゴリズムを用いて手術器具の先端のXおよびY座標を特定し、運動学的分析を実施しました。
結 果：
熟練外科医は、初心者外科医に比べて手術時間と移動距離が有意に短く、より効率的に動くことが示されました。器具の先端の動きにおいては、スキルレベル間で速度、加速度、ジャークに違いは見られませんでしたが、変動評価指標βは熟練者で有意に高い値を示しました。ROC曲線のカットオフ値1.4により、熟練者と初心者の感度と特異度はそれぞれ77.8%でした。
結 論：
AIによる物体検出と変動分析は、手術スキルの評価において有望であり、リアルタイムでの評価が可能であることが示されました。この技術は、周術期の評価においても応用できる可能性があります。