Development of uterine manipulator robot linked to surgical forceps or surgical process

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12744
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 竹中 慎 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (60515211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣瀬 佑輔 昭和大学, 医学部, 助教 (40869187)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 子宮マニピュレーター / 自動操縦 / 人工知能 / 手術工程

Outline of Annual Research Achievements

研究実施計画では2021年度に臨床での動作解析、ロボットモックアップ製作を行う計画であったが、動作解析用のデータ収集が難航したため、ロボットモックアップ製作まで行うことはできなかった。研究実施計画の中項目ごとに現在の進捗を以下に示す。
①研究体制の整備：多施設共同研究のチームビルディングを行い、研究代表施設および共同研究機関の研究倫理委員会にて研究計画書の承認を得た。複数施設でのデータ収集が可能となった。
②臨床でのマニピュレーター動作解析：手術中のマニピュレーターの動きの撮影を開始した。当初3方向からカメラ撮影を行ったがブラインドになってしまう部分があるため、加速度計を３Dプリンターにて作成したアダプターにてマニピュレーターに装着することで問題を解決した。現在８症例のデータを収集した。
③ロボットの仕様検討とモックアップ製作：シミュレーターとして用いるための子宮腟モデルの開発を行った。共同研究期間の朝日サージカルロボティクスと数回のミーティングを行い、モックアップの設計図の原案を作成した。マニピュレーターの可動域を確認した後、変更予定である。
④AI手術工程認識モデル作成：集積した手術データについては手術工程のアノテーションを行い、学習データを作成した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Covid19のため病院への立ち入り制限期間が長く、マニピュレーターの撮影が難航したため、予定より症例集積が遅れた。データ不足によりモックアップ製作を進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

撮影できる施設数を増やすこと、撮影のマニュアルを作成して撮影の負担を減らすこと、以上によりデータ収集を加速させる。データの解析については事務員を雇用してデータ入力の補助を行っていただく。またＡＩ工程認識モデルの作成については他の研究で収集したデータを用いることでデータ数の増加を図る。上記対応にて研究は計画通り進むことを予測しているため計画変更の予定は無い。

Causes of Carryover

病院立ち入り制限によりマニピュレーターの撮影によるデータ収集が難航したため、2021年度に行う予定であったデータのアノテーション作業、モックアップ製作、学会発表を行うことができなかった。2022年度は元々予定していた計画に上記項目を上乗せする形で進める予定である。元々予定していた項目は、ロボットアーム開発と国際学会での研究成果発表、シミュレーターの購入、機械学習用PCの購入である。