2004 Fiscal Year Annual Research Report
高精度・X線低被爆・低侵襲を特徴とする手術ロボットと医用CAD/CAMシステム
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15206026
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
光石 衛 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90183110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
割澤 伸一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20262321)
守屋 秀繁 千葉大学, 大学院・医学研究科, 教授 (30092109)
鈴木 昌彦 千葉大学, 大学院・医学研究科, 助手 (10312951)
橋詰 博行 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (60237922)
藏本 孝一 ナカヤマプロペラ株式会社, メディカル事業部, 部長(研究職)
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| Keywords | ロボティック・サージェリ / 医用CAD / CAMシステム / 人工膝関節置換術支援システム / レジストレーション / 工具経路生成 / 骨の切削機構 / 低侵襲手術 / 形状特徴 |
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| Research Abstract |
昨年度製作した骨切除ロボットを用いて、次のことを行った。
(1)骨の切削性能に関する研究
膝関節を人工関節に置換する際には、骨を切除して人工関節の設置面を設ける必要がある。このとき、大腿骨側は5面に、脛骨側は1面に切除する。骨は温度が50℃以上になると組織が死ぬことが知られている。このため、骨の温度が50℃を越えないようにする必要がある。このための加工条件と温度との関係を実験により調べた。また、ミクロな切削過程について、骨組織との関係を多軸力センサ等を用いて調べた。
(2)レジストレーションに関する研究
手術の際には、患者の骨と骨切除ロボットとの間の相対位置関係を知る必要がある。ロボットならびに大腿骨、脛骨に赤外線で検知可能なマーカーを取り付け、赤外線を用いた距離センサで相対関係を知るシステムを構築した。また、骨の特徴点とCTデータ上の特徴点をマッチングさせる手法のプロトタイプを作成し、精度の検討を行った。
(3)低侵襲工具経路生成に関する研究
手術時の皮切を小さく関節手術を行う低侵襲手術の要求が高い。骨切除ロボットとCTデータ等を用いれば、これが可能となる。低侵襲手術用の工具経路について検討し、人体標本を用いた実験により評価を行った。
今後、工具経路の自動生成と全体の切削時間を短くすることが課題である。このためには、工具形状やスピンドルについて検討する必要がある。また、術前、術中、術後にわたって使用する操作性の高いユーザインターフェイスを開発することも課題である。
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