Development of puncture needle position confirmation system using continuous electro impedance: Fusion with robot support

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09243
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大瀧 千代 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (00742248)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 洋 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50424817)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経ブロック / 電気インピーダンス / 医療ロボット

Outline of Annual Research Achievements

麻酔科医師である申請者を中心とし，医用システム(ロボット技術，情報処理技術)の開発を専門とする大阪大学基礎工学部の協力のもと，神経ブロックの精度向上と技術の簡易化を目的とした，針先の位置を確認しながら進む神経ブロックロボットの開発を行う. これまでの研究で既に，各組織の電気インピーダンス(EI)値を測定し，各組織に固有のEI値があることを動物実験において確認している. 本研究では，この針先でEI値を感知する技術を使用し，神経ブロックの麻酔投与箇所で針先が自動的に停止する機能を有するロボットの開発・評価試験に関する研究を実施する. 各段階で各分野の専門家(工学者，医師)と連携することで効果的に開発を進める.
【2020年度と2021年度の研究実績】
2020) 概念設計，基本コンポーネント開発，ハードウェア作成
2021) アルゴリズム作成＆実装を行なった. ガンタイプの手持ち型神経ブロック支援ロボットを開発を大阪大学理工学部で行った. ロボットに針を動作・停止させるためのモータ，針先の電気インピーダンス測定が可能な電極およびセンサを搭載した. これまでの動物実験におけるデータを基に（神経内に神経ブロック針が入った場合，そのEI値は急激に低下する），神経ブロックの針を停止させる位置をコンピュータで自動認識させるシステムを搭載した.
2022年度からこの神経ブロックロボットの有効性と正確性の検証の為の動物実験に移行したが，ロボットの動作不良がありプログラミング修正・調整が必要となった.