安全な小児内視鏡手術のためのIntelligent Port Systemの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15643
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岩中 督 東京大学, 医学部附属病院, 名誉教授 (90193755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤代 準 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (60528438) ; 石丸 哲也 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00633629) ; 光石 衛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90183110) ; 杉田 直彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70372406) ; 原田 香奈子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80409672) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 小児外科 / 内視鏡外科 / 力センサー / ポート

Outline of Annual Research Achievements

体腔の小さい新生児や乳児の内視鏡手術では、カメラスコープが臓器に近接し視野が狭くなるため、視野外での臓器損傷を引き起こす危険がある。また、術具挿入部の間隔が狭いので術具同士の干渉により動作が制限されやすいという問題もある。
本研究では、臓器への負荷や術具の干渉を内視鏡のポート部分にかかる力から検出し警告を発するIntelligent Port System を開発し、より安全な小児内視鏡手術を目指す。研究期間内にポートの開発、計測・解析・フィードバックシステムの構築、有用性評価を行う。ポートに力センサーを設置する事で、既存のどの術具を用いても利用可能なシステムを開発し、実臨床への導入、成人内視鏡・ロボット外科領域への普及を容易化する。
平成27年度では、力センサーを搭載した内視鏡手術用ポートの開発を行った。
平成28年度では、昨年開発したポートの評価実験を行うための評価機器を選定し、用意した。ポートの挙動を外部カメラで撮影するシステムを導入した。あるタスクを行った際に、鉗子およびポートがどのように動いているかを確認した。ポート内に設置した圧力ガイドを介してセンサーに伝え、リアルタイムでPC上に表示するシステムを昨年製作したが、PCの表示システムを改良した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成28年度では、術具の基本的な動作や術具同士が干渉する状況時に、センサーにどのような値が生じているかの実験を行った。一部の動作においては、センサーがポートにかかる力を検知することが確認できたものの、術具が干渉していたり、鉗子先端が模擬臓器を圧迫したりしていても、センサーがポートにかかる力を検知できないことがあった。
そのため、力センサー付きポートの改良が必要ではあったが、今年度予算の関係上、計測機器購入後の残額だけでは、新たなポート製作が困難であったため、その分進捗が遅れることとなった。センサーの修正や評価システムの改善案自体は、ポートを製作した企業とですでに話し合いを行っており、翌年度以降の計画を速やかに遂行する準備は整っている。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、術具先端が臓器にかける力とポートのセンサーが計測する力との関係を明らかにできるよう、ポートの改良を行う。また、必要に応じて実際の動物の臓器を用いて、圧迫や牽引で損傷する場合の力を計測し、警告をするべき力の大きさを検証する。
もしも、鉗子先端から生じる力をセンサーが上手く検出できないようであれば、ポートに取り付けるセンサーの位置を変更する、力を検出する方法を変える、力センサー以外のセンサー（例えば、加速度センサー、位置センサー）も使用するなどといったシステムの改良を検討する。

Causes of Carryover

平成28年度は、評価機器(物品費)の購入に使用した。残額ではポートの改良を行うことができないため次年度使用とし、次年度予算と合わせてポート改良を行うこととした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成29年度にも引き続きポートの作成、改良を行うため、次年度の予算と合わせてポートの開発費として使用する予定である。