2019 Fiscal Year Annual Research Report
Callenges for neonatal robotic surgery
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19H05585
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
原田 香奈子 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80409672)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
光石 衛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90183110)
MarquesMarinho Murilo 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70837468)
荒田 純平 九州大学, 工学研究院, 教授 (40377586)
藤代 準 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60528438)
石丸 哲也 埼玉県立小児医療センター (臨床研究部), 外科, 医長 (00633629)
出家 亨一 北里大学, 医学部, 助教 (00845109)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 手術ロボット / 小児外科 / 新生児 / Virtual fixture / 知的制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，現在開発中の汎用手術ロボット「スマートアーム」をベースとして，新生児用手術ロボットの開発に挑戦する．具体的には，スマ ートアームのツールを新生児に対応できるように改良し，また，新生児手術に対応したツールの自動衝突回避やツール先端位置の自動誘導などの知的制御を開発して実装することを目的とする．また，フィデリティの高い新生児胸腔モデルを開発し，このモデルを活用して新生児用手術ロボットの定量的な評価を行う．
当該度は，新生児手術に必要なツールの形状を検討し，新生児用手術ロボット用ツールを開発し，スマートアームに実装した．また同時に，新生児胸腔鏡下手術における結紮動作支援を支援するための支援手法を開発した．新生児胸腔という非常に狭い空間内においてツール先端の衝突を避けながら縫合糸を巻き付けるルーピングを行うため，スマートアームのツール先端の動作を拘束する手法を開発し，シミュレータにより評価を行った．術具のポート挿入位置でのツール動作の拘束に加えて，ツール同士の自動衝突回避，ツールと体腔内臓器との自動衝突回避及びツール先端位置の誘導を行った場合も操作性が大きく低下することはなく，安全な操作を実現できることを示した．また，今後の手術スキル解析を念頭において，既存のロボット手術用公開データベースを用いて手術スキルに影響する項目を検討した．また，今後の新生児胸腔モデルとロボット実機を用いた医師による評価に向けて，ロボット操作のトレーニング手法についても検討を開始した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スマートアームの脳神経外科手術用ツールを改良して小児外科用とし，スマートアームに統合している．また，新生児を対象としたロボット手術の安全性と効率を向上するためのツールの誘導方法を開発し，シミュレータによる評価を完了している．次年度以降の研究開発のための検討も行っており，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
シミュレータを用いて開発・評価した制御手法をロボット実機で評価するための検討を進める．実際に医師が操作する必要があるため，ロボット操作に慣れてない医師がロボットを破損することなくタスクを完遂するための準備を進める．また，ツール誘導だけでなく，ツールの動作の自動化に向けた研究にも注力する．
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