2020 Fiscal Year Research-status Report
Callenges for neonatal robotic surgery
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20K20489
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 手術ロボット / 小児外科 / 新生児 / Virtual fixtures / 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．
前年度までに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てスマートアームに実装した．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てシミュレーションによる評価を行った．
ルーピングの支援として，前年度まではツール先端の位置をツールの軸を中心とする円筒の表面に誘導する制御を提案した．当該年度では，より熟練医のスキルを反映する手法として，成功したルーピングの軌道を抽出し，抽出した沿って誘導する手法を提案した．また，更なる自動化に向けて，円筒面上でツールの軸回りに回転するようにツールを誘導する手法を開発した．
システム全体としては，開発した新生児手術ロボット用ツールを搭載したシステムを医師が操作する実験を開始した．医師がロボット操作を習得するための工夫として，VRシミュレータを用いたプロトコルを開発し，VRシミュレータで練習することにより，ロボット操作に慣れていない医師でも操作ができることを確認した．
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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
新型コロナウイルスの影響により，シミュレータ上の開発を優先的に対応している．自動化にむけた様々な手法を開発し，またシステム統合による評価を進めており，研究内容としては，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
システム統合による評価実験の結果を反映し，更なるツールの改良を行う予定である．新型コロナウイルスの影響により，加工や実験に影響する可能性があり，シミュレータ上で進められる研究を引き続き優先的に実施する予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により，様々な学会や会議がオンライン開催となり，また，国内の出張が困難になったため，旅費の支出がなかった．また，新型コロナウイルスの影響でシミュレータ上で行う研究を優先したため，ツール改良を次年度に行うこととした．
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