全ての操作を遠隔化した消化器内視鏡治療ロボットの開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12700
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 久米 恵一郎 産業医科大学, 医学部, 准教授 (20320351)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂井 伸朗 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60346814)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 内視鏡ロボット

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、全ての操作を完全遠隔化し且つ1人の内視鏡医で操作可能なマスタスレーブ型ロボットの開発により早期消化管癌をはじめとする内視鏡治療を容易化・短時間化・平準化することである。プロトタイプとしてETRS (Endoscopic therapeutic robot system)１号機を開発した。この１号機は、１）臨床使用可能なサイズとすべく、経口的に挿入するオーバーチューブ（直径2cm以内）に挿入可能な構成とし、２）全ての操作（把持鉗子・ナイフ鉗子・注射穿刺鉗子）がコンピュータ制御により１人の内視鏡医のみで直感的に遠隔操作（把持・ナイフ鉗子のマスタ装置には、2台の“Geomagic Touch” (3D Systems inc, USA)を使用）できることを目的として完成し。しかし、臨床応用可能な最終型までの課題として、１）ナイフ鉗子の操作角度が足りなくなること、２） 内視鏡のアングル操作を鋭角にすると把持鉗子・ナイフ鉗子の操作性が低下することがまず解決すべき課題で考え、これを解決したETRS２号機の開発が本研究期間での目的とした。
今年度は、１号機では、把持鉗子やナイフ鉗子装置をポリフェニルサルファイド（PPS）で製作であったが、今回ナイフ鉗子装置をステンレス製とし、ボールジョイントと超小型リニアアクチュエータ２個で構成した３自由度で製作し、実装してこれまで小さかったナイフ鉗子の下方への操作性が拡大したことや操作性の向上を確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ感染の影響もあって、連携や研究日時の制限もあって、把持鉗子の改良には至らなかったが、計画していたことの技術的困難はなく、今後挽回できるものと考えている。ナイフ鉗子装置は、金属製となったことで１号機より耐久性も向上した。３年計画１年目だが、３年で２号機の完成は見込んでいる。

Strategy for Future Research Activity

今後、把持鉗子の改良機と、制御系・操作系の改良機を開発することで、ETRS２号機を完成し、豚胃の仮想胃癌病変の切除を実現する。また、当初は計画していなかったが、縫合操作を可能とする鉗子系の開発も考慮している。

Causes of Carryover

遅れている把持鉗子装置の開発分として、次年度に繰り越した。