CT透視ガイド下穿刺を姿勢制御技術を搭載したデバイスで補助する研究

• Project/Area Number: 22K12898
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 中谷 幸 関西医科大学, 医学部, 講師 (10533424)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 狩谷 秀治 関西医科大学, 医学部, 准教授 (40368220) ; 小野 泰之 関西医科大学, 医学部, 研究医員 (60786698) ; 丸山 拓士 関西医科大学, 医学部, 助教 (20786678)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: インターベンショナルラジオロジー / CT透視ガイド下穿刺

Outline of Research at the Start

CT透視ガイド下穿刺手技はリアルタイムのCT画像を用いた穿刺手段であり、様々な部位の病変に対して精度の高い穿刺を行うことが可能である。しかし病変部を正確に穿刺するには施行医の熟練を要する。手技の需要増加に対して施行可能な術者が少なく、現状を改善するための穿刺支援補助デバイスの開発や施行医の育成システムは未確立である。そこで手技の難易度を下げ、施行医の育成を進めるために姿勢制御技術を手技の補助手段として応用することを考えた。本研究の目的は姿勢制御技術を用いたデバイスを開発し、CT透視下ガイド穿刺の簡易化、精度の向上、手技時間の短縮に対する有効性の評価と、施行医の育成システムを構築することである。

Outline of Annual Research Achievements

ＣＴ透視ガイド下穿刺ではリアルタイムに体内の情報を高い解像度で得るため、精度の高い穿刺が可能である。この手技は、生検、ドレナージ、凝固術など低侵襲治療や検査の手段として有用であるが、病変部を正確に穿刺するには、施行医の熟練を要する。ＣＴ透視ガイド下手技の需要は増加しているが施行可能な術者は少なく、穿刺支援補助デバイスの開発や施行医の育成システムは未確立である。そこで、手技の難易度を下げ、施行医の育成を進めるために姿勢制御技術を手技の補助手段として応用することを考えた。この研究の目的は姿勢制御技術を用いたデバイスを開発し、ＣＴ透視下ガイド穿刺の簡易化、精度の向上、手技時間の短縮に対する有効性の評価と、施行医の育成システムを構築することである。
今年度は穿刺補助デバイスを作製するための情報収集、カメラ用ジンバルを使用した動作の検討を行った。日本医学放射線学会、日本ＩＶＲ学会に参加し、穿刺ナビゲーションシステムやロボットアームの研究の進捗についての発表を聴講し、デバイス作製の参考となるような情報を収集した。穿刺補助デバイスについて術者の手振れ補正や針の把持力、操作感について検討したが、穿刺針の角度設定や姿勢保持の機構の制作が難しく、年度内に構想通りのデバイス動作を構築するに至らなかった。想定する動作が可能なデバイスの作成、デバイスを使用したCTガイド下穿刺シミュレーションの実践を達成することができなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

今年度は穿刺補助デバイスを作製するための情報収集、カメラ用ジンバルを使用した動作の検討を行った。穿刺補助デバイスについて術者の手振れ補正や針の把持力、操作感について検討したが、穿刺針の角度設定や姿勢保持の機構の制作が難しく、年度内に構想通りのデバイス動作を構築するに至らなかった。想定する動作が可能なデバイスの作成、デバイスを使用したCTガイド下穿刺シミュレーションの実践を達成することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

引き続き穿刺補助デバイスの作製を進める。穿刺シミュレーションで動作確認を行い姿勢維持機能の補正可能な術者の動作範囲を明らかにする。シミュレーションの結果をフィードバックして改良を行い、生検手技に使用できるデバイスを完成させる。穿刺用ファントム作成し、CT透視下でデバイスを使用して穿刺シミュレーションを行う。評価項目は・穿刺維持機能起動までの遅延時間、・術者の手振れ補正可能範囲、・針に過剰な負荷が掛からないか、・針の把持力、・操作感。また、初心者のデバイスを使用したシミュレーション実習を策定する。