2018 Fiscal Year Annual Research Report
Advancement of next generation surgical robots which integrates robot vision and augmented reality display
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16K11674
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
末永 英之 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (10396731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 明紗子 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00744905)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | コンピュータ外科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外科手術には三次元的な空間認識能力など、ヒトの能力では乗り越えられない壁が存在するため、医療の完成度は術者の技量に大きく依存している。特に、口腔領域は視野が制限され、解剖学的にも複雑な構造を有するため、立体的な空間認識と限られた空間と視野において微細な手術操作をする能力が重要である。本研究では、高精細画像処理技術により物体認識を行うロボットビジョン（ロボットのための視覚機能）と拡張現実を統合し、拡張現実（現実環境にコンピュータを用いて情報を付加提示する技術）と駆動範囲制限機構を有した再現性の高い位置制御技術の融合を行った。見えないものを可視化する立体画像情報、画像処理技術と駆動範囲制限機構により制御されるヒトの手では実現困難な微細作業や深部の処置を可能とする次世代手術支援システムの基盤技術を構築した。
駆動範囲制限機構を有した手術支援ロボットは、位置決め三自由度・方向決め三自由度を有し、駆動制限機構により駆動範囲を制限するよう設計にした。駆動範囲制限機構を構成する動きを制限するブロックは患者と手術内容に応じたものをCTデータより3Dプリンタによって作製したブロックを取り付ける設計にした。回転軸を採用することでわずかな切開から手術器具を挿入しても広い可動領域を確保可能な設計にした。手術支援ロボットに電動マイクロドリルシステムを取り付け、一定の加工力でモデル材に対して切削試験を行い、位置決め精度（目標位置と実際位置の差）、繰返し精度および駆動制限機構により駆動を制限させた場合に制限領域を超えて切削されないかを検証した。
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