脳動脈瘤治療用トレーニングシステムの開発

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23800066
• Research Institution: Aichi University of Technology
• Principal Investigator: 永野 佳孝 愛知工科大学, 工学部, 准教授 (40610142)
• Keywords: バーチャルリアリティ / シミュレーション工学 / 脳・神経 / ユーザインターフェイス / トレーニング

Research Abstract

本研究では,熟練医師の治療テクニックを訓練者が臨場感を持って体験できる脳動脈瘤治療用トレーニングシステムを開発する.研究初年度では,位置と反力の同時提示手法の確立において,反力についてはアクチュエータを試作し構造を決定した.熟練医師による模擬i瘤へのコイル挿入手法の記録方法については,その基礎検討を完了した.
反力アクチュエータについては,当初予定していたローラ構造では,ワイヤ反力をローラの押付け荷重によるワイヤとローラ間の摩擦力で受けていたが,この荷重がローラ向転摩擦力を補償できないほど大きなことが明らかになった.現在の構造は,ワイヤを1軸ステージで直接駆動をし,ワイヤとの接続部に力センサを入れて反力を検出して提示する方法である.ステージにはワイヤと共に移動するステンレスパイプが置かれ,このパイプの中に,ワイヤとカテーテルが挿入されている.ステンレスパイプはカテーテルと固定されていないために,ワイヤはステージにより移動されても,常にステンレスパイプかカテーテルの中にあり,反力で座屈することがない.本構造で所定の反力を伝達できることを実機にて確認した.熟練医師による模擬瘤へのコイル挿入手法の記録方法については,本反力アクチュエータを2台組み合わせたマスタースレーブシステムを構成する.ローラ構造ではできなかったワイヤ挿入位置のミクロン精度での検出が,ステージの位置センサにより可能となったため,マスタースレーブシステムから位置と反力を出力して,コイル挿入手法の記録する.

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

位置提示部が未完成のためにシステム全体としての評価をできるまで至っていない.特に位置と反力の同時提示手法についての熟練者および訓練者による評価が行われていない.

Strategy for Future Research Activity

研究初年度の計画では,コイル挿入位置の検出にビデオカメラを用いる予定であったが,反力アクチュエータの構造変更に伴い,ビデオカメラを用いずにコイル挿入位置を検出することが可能となった.
研究2年度は初年度に製作した試作システムを,熟練医師と訓練者からの評価を受け改良を行なう.仮想動脈瘤については,模擬動脈瘤の機械的特性の解析をしてリアリティの向上を図る.5種類の瘤に対して訓練できるようにする.また,医療機関に導入できるように完成度の高いシステムに仕上げる.