2015 Fiscal Year Research-status Report
生体に適用可能な超音波ビジュアルサーボの開発とその集束超音波治療への応用
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25350568
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中楯 龍 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 助教 (40584470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 裕之 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (10398927)
斎藤 明子 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60101854) [Withdrawn]
剣持 一 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任助教 (60215134)
橋爪 誠 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90198664)
東 隆 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90421932)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ロボティクス / 医工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、追従開始直前にスキャンして記録した患部周辺の微小範囲の超音波３Ｄデータと追従中に観測した２Ｄデータのマッチングにより、通常の２Ｄ超音波プローブのみで構成する３Ｄビジュアルサーボの性能を生体の治療、特に肝臓の集束超音波治療に適用可能な程度に高めることを目的としている。
Ｈ２７年度は、Ｈ２６年度に設計した超音波プローブ把持ロボットのハードウェアの見直しと改良を行った。また、ソフトウェアを拡張し、ユーザインターフェースとしてスキャンボリュームのリアルタイム３D表示機能を開発した。具体的には、ロボットの位置決め精度を高めるために、回転３自由度に遠隔回転中心を持たせた機構に変更した。全てシリアルリンクで構成すれば機構は簡素になるが、精度と安全性の問題があった。遠隔回転中心を持たせ、並進と回転3自由度を独立させることにより、剛性を高め精度が向上し、さらに姿勢の可動範囲が位置に寄らず一定となり、また位置による姿勢精度のばらつきが無くなるというメリットがあり、これは安全性の担保に重要であった。また、リアルタイム３D表示機能は、プローブを並行にスキャンして記録した画像データをレンダリングして３D表示する機能を持たせ、自由に回転して表示することを可能とした。大量の画像データを扱うため通常の処理では1秒に数フレームの処理が限界であるが、これを操作者にストレスなく表示するため、ＧＰＵを用いて毎秒１０フレーム以上に高速化を測った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ロボットの安全性、精度を向上させる改良を行うことにより最終成果が大幅に向上することが期待されたため、計画を一部遅らせてハードウエアの改良に取り組んだことによるもの。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終目標である患部の正確な追従アルゴリズムを改良版ロボットで評価し、ソフトウェアの改良を図る。
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| Causes of Carryover |
ハードウェア改良に伴い、予定を1年延長したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度未使用分は次年度に予定通り執行予定。
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[Presentation] Laparoscopic Ultrasound Manipulator based on a Spring based Elastic Mechanism2016
Author(s)
Jumpei Arata, Kazunari Fukami, Susumu Oguri ,Tetsuo Ikeda, Ryu Nakadate, Shinya Onogi, Masamichi Sakaguchi, Tomohiko Akahoshi, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Makoto Hashizume
Organizer
Computer Assisted Radiology 29th International Congress and Exhibition (CARS 2016)
Place of Presentation
Hamburg
Year and Date
2016-06-21 – 2016-06-25
Int'l Joint Research
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