2014 Fiscal Year Research-status Report
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24700512
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| Research Institution | Teikyo Heisei University |
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Principal Investigator |
金 大永 帝京平成大学, 健康メディカル学部, 講師 (60461860)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 手術用ロボット / 膵臓 / ステープリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の3年目に入り、力制御を行いながら膵臓を圧座するマニピュレータの第4次設計・製作を行い、評価を行った。前年度に製作したマニピュレータの力センシングは鉗子の先端部ではなく、鉗子を動かすロッドの駆動部で行われていた。新しいマニピュレータでは、次の3つに重点を置き、研究を進めた。①膵臓からの反力は鉗子の先端部に直接反映される。その反力を駆動部で計測しているが、その妥当性はあるのか確かめる必要があった。よって、圧座時の鉗子の先端と鉗子の根元にはひずみゲージを装着し、鉗子先端での計測を行った。従来の方法と精度や安定性を比較した。②ブタの摘出した膵臓はヒトの膵臓と違い、薄くて圧座による破裂が観察されなかった。そこで硬化された膵臓に類似した市販のソーセージを用いて、力フィードバックによる圧座の効果を確かめた。膵臓からの反力がある水準を超えると圧座速度を落としていく方法で圧座を行った。③圧座を行ったブタの膵臓を標本にしてバーチャルスライドにて画像化し、汎用数値解析ソフトウェアANSYSを利用してシミュレーションした結果と比較した。
結果として、①センシングに関しては、駆動部でのセンシングも十分な精度と安定性が確認でき、分離・洗浄性を考慮すると駆動部でのセンシングがより良いと判断した。②破裂の実験では、圧座の速度によらず制御なしでの圧座では全てのソーセージで膜の破裂が観察された。一方、力フィードバックによる制御で行った圧座では全て膜の破裂なしで圧座することが可能であり（n=10）、その有用性を確認した。③シミュレーションで出た応力の分布とバーチャルスライドの損傷部位がある程度一致し、シミュレーションでの可能性が確認出来た。
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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
平成26年度の計画は、新しい鉗子の製作、ファントムでの破裂実験、摘出臓器での圧座実験を目的とした。より完成度の高いマニピュレータの製作が出来、評価実験ではその有用性が確認できた。制御の下で行った圧座では全てのソーセージにて膜の破裂なしで圧座が可能であり、そのメカニズムの一部をシミュレーションで確かめた。
摘出臓器での実験では、共同研究者の協力の基でバーチャルスライドを作成し、画像処理によりシミュレーション結果と比較出来たのはとても良い進展であった。
臨床データは画像処理を用いて解析中であり、圧座されたブタの膵臓と比較し、その差を明確にする予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は、共同で行っていたブタ実験が日程上出来なく、研究期間を延長してブタ実験を行う予定である。今までの結果は論文にまとめてあるので、ブタ実験の結果と合わせ、学会や学術論文へ発表する予定である。
また、臨床データを画像処理にて分析し、ブタの膵臓のデータやシミュレーション結果とも比較し、その損傷具合をより明確にして、その結果を査読付きの論文にて発表する計画である。
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| Causes of Carryover |
ブタ実験の延期、また、研究に関連した国際学会が夏に予定されており、結果が間に合わなく参加出来なかった為、次年度使用額522,905円が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
完成版のマニピュレータの評価として行うブタ実験の施設利用費、圧座した膵臓のバーチャルスライドの作成費、学会発表の旅費として使用したい。
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Research Products
(2 results)
