2018 Fiscal Year Research-status Report
CTガイド下針穿刺ロボットを用いた3次元穿刺技術の開発
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17K10439
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
櫻井 淳 岡山大学, 大学病院, 准教授 (30444657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平木 隆夫 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 研究教授 (50423322)
亀川 哲志 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 講師 (80432623)
松野 隆幸 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50377842)
金澤 右 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20243511)
松井 裕輔 岡山大学, 大学病院, 助教 (50614351)
小牧 稔幸 岡山大学, 大学病院, 医員 (40795548)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | CTガイド下針生検 / ロボット / 3次元穿刺 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岡山大学で開発したCT透視ガイド下穿刺ロボット（Zerobot）による高精度な３次元穿刺の実現に向けた高精度ターゲティングの実現と穿刺中に生じた針のズレ修正方法の開発、および非臨床の3次元穿刺精度試験を実施した。
高精度ターゲティングに関しては、ロボットの構造的なパラメータを補正するキャリブレーションの手法を用いた運動学パラメータの補正、CTガントリー平面に対するロボット設置の垂直度を取得し補正する手法の導入、CT画像の針姿勢情報を基にロボットの初期関節角度を補正するアルゴルリズムなどの開発を行った。穿刺中に生じた針のズレ修正方法に関しては、組織中での針運動の定量化実験を行い、組織中での針軸運動の予測および制御する方法論を開発した。開発した方法論を用いた組織中での針軸調整方法および針穿刺アルゴリズムは特許出願準備を進めている。
平成30年度下半期に、上記の開発技術を用いたロボットによる3次元穿刺の非臨床精度検証試験を実施した。ファントム試験ではロボットと穿刺補助スマートフォンアプリケーション（SmartPuncture）を用いた用手法の穿刺角度誤差を比較検討した。動物試験では穿刺中の針位置調整を行う群と調整を行わない群に分けて、腎、臀筋内の標的を穿刺し、穿刺誤差距離（標的中心と刺入された針先端の距離）を評価した。
以下に試験結果の概要を提示する。ファントム試験において、平均の穿刺誤差角度はロボットにおいてXY平面上で0.4度、YZ平面上で0.6度、穿刺補助装置を用いた用手法においてXY平面上で3.7度、YZ平面上で0.6度であり、ロボットの方がより高精度であった。動物試験において、平均の穿刺誤差距離は穿刺中の針軸調整を加えた群で2.5mm、調整を加えない群で5.0mmであり、調整を加えない群でも高精度な結果が得られ、さらに調整を加えることで精度は向上した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ロボットによる3次元穿刺実現のための開発は順調に進み、平成30年度内に予定していた非臨床試験（ファントム試験、動物試験）を完了し、試験データの解析も完了した。当初の計画よりも半年程度は早い進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度中に、本研究課題に関する特許出願を完了して公知可能となった後、2019年度は研究結果の学会発表、論文投稿を計画している。本研究課題の進捗は順調であり、今後の研究計画に変更はない。
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| Causes of Carryover |
本研究で使用するロボットの消耗品購入が当初予定されていた回数よりも少なく使用額の繰り越しが生じたもの。繰り越した消耗品費については、既実施の実験の再検証等を行うのために、実験に必要なものを2019年度にも購入予定であり、全体の執行予算計画に変更はない。
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