2011 Fiscal Year Research-status Report
手技のオートメーション化を目指した内視鏡ロボットの開発
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23500573
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
久米 恵一郎 産業医科大学, 医学部, 准教授 (20320351)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 軟性内視鏡ロボット / 遠隔操作 / オートメーション化 |
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| Research Abstract |
平成23年度は、内視鏡ロボット2号機の開発が目的である。２号機では、１号機で問題点となった以下の３点を解決した。(1)１号機では、駆動系を内視鏡スコープに直付けしたため緊急時に取り外して従来の用手的操作を可能にする安全機構がなかった。そこで、着脱可能な仕組みを搭載した。(2)内視鏡スコープの上下左右のアングルノブは±180度の回転制限があるが、１号機ではステッピングモータの回転角度の設定が不可能であり、モータのトルクにも制限をかけられなかったため、両者の解決のためトルクリミット機構を導入した。(3)1号機では内視鏡スコープの挿入部をカーテンレール式の構造で支えてため一定の反力を超えると撓みが出現し挿入トルクが先端に伝わりにくくなっていた。そこで、カーテンレール式から大口径のロッドアンテナを特注し、内視鏡スコープを内空に通して撓みの問題を解決した。これにより、挿入時間が10分程度（現在データ集積中）に短縮した。操作装置は、1号機と共有した。ここまでの実績は、最終頁添付の如く新聞報道（日経産業新聞2011.11.22）された。 次年度の計画を先行して、処置具を操作する２軸のオプションユニットを開発した。処置具を操作する２軸のオプションユニットは、汎用の軟性内視鏡に付属する１チャンネルの処置具挿入口より挿入して操作する鉗子（処置具）を２軸で遠隔操作するためのユニットで、ステッピングモータによりローラを駆動して鉗子の挿脱を行い、先端のナイフの刃長のコントロールをソレノイドで可能にした。具体的には、早期消化官癌の内視鏡治療であるESD(endoscopic submucosal dissection)で使用する汎用電気メス｢ITナイフ｣のコントロールを遠隔操作で実現した。
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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
2号機は、マイコン制御の予定であったが、シーケンサー制御となった。それ以外は、当初の計画を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
EMR/ESDでは複数の処置具を使用するので、多数のチャンネルの付属した先端キャップを製作する（各種手技により各々専用のキャップを製作）。各処置具は、チャンネルよりの出し入れで１軸、先端部の出し入れ・開閉に１軸、薬剤穿刺針に関してはシリンジによる薬剤注入に１軸、即ちひとつの処置具当たり２－３軸のリニアアクチュエーターにより稼働させるシステムを設計・製作し（上左図では計９軸必要）、各々の処置具の可動範囲を想定したマイコン制御系を設計・製作及びそれらの制御スイッチを遠隔操作パネルに配置する。また、研究代表者が開発したEMRデバイス：Internally retained snare (IRS) hood（Kume K, et al. Endoscopy. 40(5), 280-283, 2008）及び上中央・右図に示すESDデバイス：Wiper-knife（Kume K, et al. Endoscopy 39(S1) E144, 2007）は、本ロボットに有用と考えており各々２軸を用いてシステム化する。 上記デバイスを用いて、遠隔操作パネルにて手動操作によるEMR/ESD（各々２－３種）を実施する。自動化を前提に各操作が淀みなくできるよう各種調節する。また、このシステムの操作をさらに容易化・安定化できるデバイスあれば、新規の開発や想定外の既存のデバイスも上記２．の過程を取り入れて製作する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
モータ・アクチュエータ・センサー等の消耗品が、中心となる。
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Research Products
(8 results)
