低侵襲外科治療を目的とした微小メカトロニクスシステムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07559017
• Section: 試験
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土肥 健純 東京大学, 工学系研究科, 教授 (40130299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 正宗 賢 東京大学, 工学系研究科, 助手 (00280933) ; 鈴木 真 東京大学, 工学系研究科, 講師 (50260500) ; 松本 博志 東京大学, 工学系研究科, 教授 (40010277) ; 橋本 大定 東京警察病院, 外科, 研究職 ; 高倉 公朋 東京女子医科大学, 脳神経外科, 教授 (90109984)
• Keywords: 低侵襲手術 / 内視鏡 / 医療ロボット / マニピュレータ / メカトロニクス / 外科

Research Abstract

本研究では、患者にとって肉体的負担の大きい外科手術を微小メカトロニクス技術を応用し、従来のような開頭や開腹という侵襲を加えずに可能な限り低侵襲で行う外科治療支援システムの開発を行う。低侵襲治療システムとして、以下の3つの要素、(1)患者患部の術前術中の医用画像の情報処理(2)実際の外科的治療を行う微小メカトロニクスシステム(3)1,2の統合システムの開発を行うが、本年度は以上の(2)(3)について開発を行なった。「方法」(2)現在注目を集めている、低侵襲な手術である内視鏡下手術および、定位脳手術に着目してきた。前年度開発した内視鏡駆動マニピュレータの臨床使用の際の開題点が明らかになり、それらを克服した5節リンク機構を有する内視鏡マニピュレータの開発を新たに行った。また昨年度開発したマニピュレータに取り付けられる鉗子の前後・回転運動を機械的に行う鉗子マニピュレータの開発も行った。一方、脳神経外科用の穿刺マニピュレータの開発も昨年度に引き続き改良を行っている。これにより、術者の新しい目となる内視鏡・新しい手となる鉗子等治療器具類の基礎的な装置が開発された。(3)(1)術前の三次元CGと(2)マニピュレータの統合システムの具体的な研究内容は、機械的なマニピュレータと三次元画像情報との座標系対応を行うことである。本研究では、画像計測による対応および、非接触光学式三次元位置計測装置を用いることによる座標系の対応を試みた。「結果」(2)5節リンク機構の採用により、微小な動きを実現し、機構的安全性の確保及び清潔性等の面で臨床応用可能であるマニピュレータが開発された。今後は臨床的な実験を行いさらに問題点を抽出し改良する。また術前の三次元医用画像とマニピュレータの座標系統合アルゴリズムの開発を試みたが、提示方法に関して今後様々な手法により試みる必要が生じたので、検討を行う。

Research Products

• [Publications] 土肥 健純: "コンピュータ外科と手術支援ロボット" メカライフ. No.43. 36-37 (1996)
• [Publications] 小林 英津子,他: "腹腔鏡下手術支援マニピュレータシステム" ロボティクス・メカトロニクス講演会'96講演論文集. Vol.B. 977-978 (1996)
• [Publications] K Masamune,et.al.: "Vision based registration of Medical Manipulator for stereotactic neusurgery" Proc.Computer Assisted Radiology 96. 1050 (1996)
• [Publications] 小林 英津子,他: "5節リンクを用いた腹腔鏡下手術支援用内視鏡マニピュレータの開発" 第5回日本コンピュータ外科学会論文集. 77-78 (1996)
• [Publications] K Takakura,et.al: "CT guided Neurosurgical Manipulator for Photon Radiosurgery System" Proc.Computer Assisted Radiology 96. 1060 (1996)