2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of a support robot for neuroendovascular therapy
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18K08954
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| Research Institution | Aichi Medical University |
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Principal Investigator |
宮地 茂 愛知医科大学, 医学部, 教授 (00293697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 直樹 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (30465570)
永野 佳孝 愛知工科大学, 工学部, 教授(移行) (40610142)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血管内治療 / ロボティクス / 挿入力 / カテーテル / ガイドワイヤー / フィードバック / センサー / リモートコントロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前回の研究期間内では主として動作再現性の検証を行ったが、ジョイスティックによるマスター側の操作は忠実に反映されていたものの、スレーブ側の起動に数ミリ秒の遅れが生じることと、動作スピードは慎重な動きを行なうためと、高速操作でのスリップを防ぐため、実際の治療における操作よりはかなり遅く設定せざるを得なかった。また、現在有線でのコントロールとなっているため、ガイドワイヤーの回転角度に制限が生じていること、実臨床において使用するには装置全体がまだ大きく（特にカテーテル駆動部とガイドワイヤー駆動部の位置など）、それぞれの機器の相互作用（反発、追従など）や滅菌方法などまだ改善すべき点が残っていた。
今回の研究期間では、回転ドラムの無線化に成功して、360°の自由な回転が可能となり、それに重ない、操作の遅れややり直しなどの問題がある程度解消した。
また、実際の血管撮影装置による透視下の環境で、血管モデルを用いたシミュレーション手術実験を行った。この時多少のスレーブサイドの遅れはあるもののほぼ忠実なマスター側の動きの再現が可能であった。またガイドワイヤー挿入における挿入抵抗もほぼ正しく表示することに成功した。この成果を元に、有線環境でのロボットによるリモートコントロールによるカテーテル及びガイドワイヤーのコンビネーション手技をロボット化し、さらに感覚フィードバック機能も兼ね備えた世界に類のないサポートロボットシステムとし学会で紹介し、論文化した。
Miyachi S, et al. Novel Operation Support Robot with Sensory-Motor Feedback System for Neuroendovascular Intervention. World Neurosurg. 2019 Mar 28. pii: S1878-8750(19)30901-5. doi: 10.1016/j.wneu.2019.03.221. [Epub ahead of print]
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今回の実験において、ガイドワイヤーを捻る時の回転ローラーが滑って十分なひねりを与えるのにかなり時間を要したという問題があった。この対策としてローラー部分の摩擦抵抗および密着性を大きくし、またモーター出力をあげるなどの改善を行うのに時間を要した。ロボットのハードウェアにおける各パーツについては、精密な設計図をもとに３Dプリンターなどを用いて制作しているが、接触部分における動作の受け渡しにおいて、まだ無駄な動きがあったり、動作の追加が必要となったりすることがあるので、さらなる改善が必要と思われる。また微細な動きが要求される機器であるため、滅菌作業後に機器の調節障害が生じ、動作の不具合が発生しないかについて検証する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の研究期間内では、なるべく臨床現場での実施における再現性や安全性および問題点や不具合の抽出に注力したが、今後は無線化により、さらに離れた場所からの動作コントロールを実現し、テレメディシンによる遠隔治療を可能にすることを主眼とした研究を行っていく。
今後も、安全かつ正確なカテーテル治療支援ロボットを完成させ、遠隔治療も含めた脳血管内治療の可能性の拡大と、術者負担の軽減のためにロボット治療の臨床での早期実現化を目指す。
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| Causes of Carryover |
実験の遅れに伴う聞きこ運輸の遅れによる。
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