2011 Fiscal Year Annual Research Report
子宮内及び等張液充填環境における革新的術中画像誘導下内視鏡外科システムの開発
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23680056
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中村 亮一 千葉大学, 大学院・工学研究科, 特任准教授 (30366356)
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| Keywords | コンピュータ外科学 / 手術ナビゲーション / 可視化 / 手術ロボット / 胎児外科 / 超音波診断 / 並列計算 |
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| Research Abstract |
本研究では,体外からの広範囲・高精度3次元超音波画像取得・処理技術を用いた手術ナビゲーションと高機能手術ロボットハンド技術を確立し,術中臓器変形・移動の影響の大きい腹部内視鏡外科領域における高精度ナビゲーション手術を実現するシステムの基盤形成を図る研究を実施した.
今年度は特に,胎児外科領域および等張液充填式内視鏡下手術(Water-Filled Laparo-endoscopic Surgery, WAFLES)における,(1)3次元リアルタイム超音波「近接覚」ナビゲーション,(2)水腔内臓器操作用高機能「変形駆動式」手術ロボットの要素研究として以下の研究を行った。
(1)3次元リアルタイム超音波「近接覚」ナビゲーション
3次元超音波診断装置を用いた術中リアルタイムアップデートナビゲーションシステムの開発を行った.診断装置で取得したラインデータを直接USB2.0インタフェースを介しナビゲーションシステムに転送し,GPGPUを用いた並列演算により高速に座標変換,レンダリングを行い,術具位置に応じた3次元超音波誘導画像を提示するシステムを構築した.評価の結果6.5Vol/sの撮像条件で撮像からナビゲーション画像提示まで約64ms以内での誘導画像提示が可能であった.
(2)水腔内臓器操作用高機能「変形駆動式」手術ロボット
一般的な気腹での腹腔鏡手術に比べ術野が狭い胎児外科およびWAFLESに応用する先端変形式の細径術具機構を用いた手術用鉗子の開発を行った.今年度はφ5mmの先端変形式把持鉗子(5mmポートから挿入可能で使用時はφ10mm鉗子サイズに変形)とφ8mmの先端屈曲機構付き先端変形式把持鉗子を開発し術具としての基本性能を確認した.また血管閉塞デバイスへの応用のための基礎研究を行い,電極幅と血管閉塞能力との相関を確認した.
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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
リアルタイムナビゲーションシステム,先端変形式鉗子共に試作機が完成し動物実験での評価の段階に到達している.
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| Strategy for Future Research Activity |
リアルタイムナビゲーションシステムへの近接覚提示機能の実装を行う.変形式鉗子の課題である操作性の向上について,先端自由度の付加と変形操作の簡略化を実現する寄港の開発を行う.また,ナビゲーションとこの把持鉗子を応用した手術ロボットシステムの基本設計を行う.
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