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2022 Fiscal Year Annual Research Report

消化器がん克服のためのロボット軟性鏡診断・治療エコシステム

Research Project

Project/Area Number 20H04552
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

中楯 龍  神戸大学, 医学研究科, 准教授 (40584470)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荒田 純平  九州大学, 工学研究院, 教授 (40377586)
長尾 吉泰  九州大学, 大学病院, 助教 (70608968)
江藤 正俊  九州大学, 医学研究院, 教授 (90315078)
大澤 啓介  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 助教 (80962117)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords手術ロボット / 軟性内視鏡 / 粘膜下層剥離術
Outline of Annual Research Achievements

軟性内視鏡は従来、観察が目的であったところ、本研究のようにマニピュレータを用いて手術を行う場合は、視覚に奥行き情報があると役に立つ可能性が高い。そこで一層のユーザビリティー向上のため、2眼式のステレオカメラを開発し、前年度に開発した6自由度の軟性内視鏡ロボットに実装した。ベンチテストののち、それを用いて医師による粘膜下層剥離術をブタの摘出胃で行い、完遂を確認した。前年度に作成したロボットは、操縦桿のグリップと内視鏡先端が同じ距離を移動し、同じ方向を剥くようにプログラムされたものであった。これでも直感的な操作感は得られるが、さらに操作を容易にするため、画面のどちらに行きたいかを指令することで、自動的にそちらを向くように関節角を自動計算するプログラム(カメラ座標ベースの制御)を構築した。これは既に普及している硬性鏡のロボットda Vinciのカメラ操作と同じ方式であり、「軟性鏡のda Vinci」を実現することを狙ったものである。大腸を自走する内視鏡ロボットについては、車輪を兼ねたギヤを、新たにエラスティックなリングで構成し、大腸の内径によらず壁に接触することができる機構を実現した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Usefulness of three-dimensional imaging in a flexible endoscopic surgery platform with multi-degrees-of-freedom articulating devices2024

    • Author(s)
      Kosuke Yokoyama, Ryu Nakadate, Toshitatsu Takao, Douglas Motomura, Yoshihiro Muragaki, Yasuyoshi Yokokohji
    • Journal Title

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      Volume: 17(1) Pages: 0

    • DOI

      10.1111/ases.13275

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Early-Stage Modeling and Analysis ofContinuum Compliant Structure for Multi-DOF Endoluminal Forceps using Pseudo-Rigid-Body Model2023

    • Author(s)
      Keisuke Osawa,D. S. V. Bandara,Ryu Nakadate,Eiichiro Tanaka,Yoshihiro Nagao,Tomohiko Akahoshi,Masatoshi Eto &Jumpei Arata
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 0 Pages: 0

    • DOI

      10.1080/01691864.2023.2291137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stress Dispersion Design in Continuum Compliant Structure toward a Multi-DOF Endoluminal Forceps2022

    • Author(s)
      Osawa, K., Bandara, D. S. V., Nakadate, R., Nagao, Y., Akahoshi, T., Eto, M., & Arata, J
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12(5) Pages: 2480

    • DOI

      10.3390/app12052480

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 3.5 mm compliant robotic surgical forceps with 4 DOF : design and performance evaluation2022

    • Author(s)
      D. S. V. Bandara, Ryu Nakadate, Murilo M. Marinho, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi & Jumpei Arata
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 0 Pages: 0

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2138721

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2.5-mm articulated endoluminal forceps using a compliant mechanism2022

    • Author(s)
      Keisuke Osawa, D. S. V. Bandara, Ryu Nakadate, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Jumpei Arata
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      Volume: 18 Pages: 1窶?8

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02726-9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 屈曲処置具を用いた軟性内視鏡手術における2D/3D カメラの比較試験2023

    • Author(s)
      横山昂佑,中楯 龍,鷹尾俊達,Douglas Motomura,村垣善浩,横小路泰義
    • Organizer
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
  • [Presentation] "ソフトギヤを用いた自走式大腸内視鏡ロボットの開発 "2023

    • Author(s)
      大澤啓介,段 凱文,上田昭夫,中楯 龍,荒田純平,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,田中英一郎
    • Organizer
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
  • [Presentation] 腸管自走ロボットのための同軸ダブルウォームギヤ機構の開発2023

    • Author(s)
      大澤啓介,段 凱文,上田昭夫,中楯 龍,荒田純平,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,田中英一郎
    • Organizer
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2023)
  • [Presentation] 小児外科用デバイスの提案と社会実装に関する考察2023

    • Author(s)
      中楯 龍
    • Organizer
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Compliant Multi-DOF Endoluminal Forceps with 2.5 mm in diameter2022

    • Author(s)
      K. Osawa, D.S.V. Bandara, R. Nakadate, Y. Nagao, T. Akahoshi, M. Eto, and J.Arata
    • Organizer
      Computer Assisted Radiology 36th International Congress and Exhibition (CARS 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Parametric Optimization of Continuum Compliant Structure for Multi-DOF Endoluminal Forceps2022

    • Author(s)
      Keisuke Osawa, DSV. Bandara, Ryu Nakadate, Eiichiro Tanaka, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, and Jumpei Arata
    • Organizer
      18th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コンプライアントメカニズムを用いたハンドヘルド型内視鏡治療用多自由度鉗子の開発2022

    • Author(s)
      大澤 啓介, D.S.V. Bandara, 中楯 龍, 長尾 吉泰, 赤星 朋比古, 江藤 正俊, 荒田 純平
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022 (ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 3Dプリンタを用いた内視鏡治療用多自由度鉗子の性能評価2022

    • Author(s)
      大澤啓介, D.S.V.Bandara, 中楯龍, 長尾吉泰 , 赤星朋比古, 江藤正俊, 荒田純平
    • Organizer
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
  • [Presentation] 柔軟メカニズムを用いた自走式大腸内視鏡ロボットの開発2022

    • Author(s)
      大澤啓介,中楯龍,荒田純平,田中英一郎,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,橋爪誠
    • Organizer
      Frontiers of CAS Symposium 2022(FCS2022)
  • [Presentation] 柔軟メカニズムを用いた内視鏡治療用多自由度ロボット鉗子の開発2022

    • Author(s)
      大澤啓介, D.S.V. BANDARA, 中楯龍, 田中英一郎, 長尾吉泰, 赤星朋比古, 江藤正俊, 荒田純平
    • Organizer
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2022)
  • [Presentation] アカデミアでの医工連携による手術デバイスの開発・実用化2022

    • Author(s)
      中楯 龍
    • Organizer
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • Invited
  • [Presentation] 手術用ロボット・機器の開発について、工学系の立場から2022

    • Author(s)
      中楯 龍
    • Organizer
      神戸大学第39回医学研究科市民公開講座
    • Invited
  • [Book] ロボット工学ハンドブック(第3版), 日本ロボット学会 編, 3.4 リーダ・フォロワ型手術支援ロボット2023

    • Author(s)
      中楯 龍
    • Total Pages
      1086
    • Publisher
      コロナ社
    • ISBN
      978-4-339-04679-3

URL: 

Published: 2024-12-25  

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