2016 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced neurosurgery support system based on fracture prediction and prevention methodologies
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16H04298
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
渡辺 哲陽 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80363125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 光俊 金沢大学, 医学系, 教授 (20334774)
米山 猛 金沢大学, 機械工学系, 教授 (30175020)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 知能機械 / ソフトメカニクス / 医用システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
開発した破壊に関する事前知識なしで破壊を予測・防止する方法論を，脳神経外科手術へと応用・発展させ，次世代の医療サポートシステムを実現することを目的に，平成２８年度では，以下の事案を実施した．
１．圧排力を検出可能な脳神経外科手術用レトラクタを開発した．脳神経外科手術では術野が狭いこともあり，吸引器をレトラクタ代わりにすることも多い．これを踏まえ，圧排力をセンシングできるだけでなく，吸引機能，レトラクティング機能を有する新しい機器として開発を行った．吸引管の先に取り付け可能なシリコーン製レトラクタを作り，そのシリコーン製レトラクタに力センシング機能を付加した．力検出部に柔らかいシリコーンを設け，そのたわみをもとにそのたわみを拡大することで圧排力を検出する機構となっている．
２．破壊予測法の高度化：柔らかい対象を非圧縮性流体を内包した指にて圧縮・破壊する実験を実施し，その際の圧力挙動を解析し，これまでよりも早い段階で破壊の危険性を予知できる方法を開発した．
３．光量の違いから変位を推定し，力と合わせて組織の剛性を計測できるセンシングシステムを開発した．
４．術者の指先への力フィードバックシステムの開発を検討し，その一歩目として，指先腹に保持力をフィードバックしている際，指先の側面に引張力を提示することが可能かどうかを検証した．検証の結果，腹より側面の方に提示する方が感度が高くなることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初目標であった，レトラクティングシステムの開発ができたため．また，様々な関連知見を得ることができ，破壊予測の高度化が実現できたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は，模擬手術環境と，術野のリトラクティング（組織を押す・引っ張る）兼センシングを行うリトラクティングシステムを改良・高度化し，単一ではなく複数の素材から構成される複雑な組織をリトラクティングする際の破壊し易さを判定する方法の開発に挑む．様々な素材から構成される模擬材料から模擬組織を作成する．その組織を圧排する際の圧排圧力と圧排量をセンシングする．様々な組織に対して実施し，データを収集する．得られたデータをもとに，機械学習などの情報理論に基づく方法論を適用して，破壊の兆候や破壊し易さなどを推定する方法論の確立に挑む．
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