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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Robust visual servoing for medical ultrasound for HIFU therapy

Research Project

Project/Area Number 25350568
Research InstitutionKyushu University

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 裕之  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 准教授(任期付) (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斎藤 明子  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60101854) [Withdrawn]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, 医学研究院, 教授 (90198664)
東 隆  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (90421932)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsロボティクス / 医工学 / 超音波
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。
H28年度は、追加のセンシング機能を搭載し、ソフトウェアを改良することによりトラッキングエラーを小さくする研究を行った。ビジュアルサーボ系においては画像の取り込みや画像処理によるレイテンシが無視できない程度に存在すること、また可動部を軽量にする設計をしているものの必ずイナーシャが存在することから、時間遅れを伴うサーボ系となる。このため、追従誤差はフィードバック系を用いる限り、対象物の移動速度と時間遅れから求まる一定値より小さくすることができない。これを解決するため、肝臓の位置は被験者の呼吸によって定まると仮定し、呼吸を患者が口にくわえるフローセンサにより検知してフィードフォワード系を組み、追従誤差の縮小を図った。この結果、特に呼気吸気開始時の追従誤差を飛躍的に縮めることができた。また、ハードウェアに関してはロボットの安全性を高めるため、定加重ばねを用いた全軸の完全自重補償の追加により、モータへの定常負荷を減らす、姿勢3軸へのアブソリュートエンコーダの付加により追加の誤動作検知機能を持たせる、等の改良を行い、臨床応用に適した実験機を完成させた。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 超音波による頸動脈計測自動化のためのロボットシステムの開発2016

    • Author(s)
      竹下和慶,萱沼大,早渕貞士,仁木清美,菅原基晃,中楯龍,石井裕之,高西淳夫
    • Organizer
      日本生体医工学会 関東支部 若手研究者発表会2016
    • Place of Presentation
      埼玉
    • Year and Date
      2016-11-19
  • [Presentation] ロボットシステムによる頸動脈検査技術の開発2016

    • Author(s)
      早渕貞士,萱沼大,仁木清美,平山貢大,竹下和慶,中楯龍,石井裕之,高西淳夫
    • Organizer
      日本生体医工学会 関東支部 若手研究者発表会2016
    • Place of Presentation
      埼玉
    • Year and Date
      2016-11-19
  • [Presentation] Mechanical evaluation of Laparoscopic Ultrasound2016

    • 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
      The 12th Asian Conference on Computer Aided Surgery
    • Place of Presentation
      韓国
    • Year and Date
      2016-10-14 – 2016-10-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術において超音波装置を術中診断,治療支援およびナビゲーションに活用することを可能とするハンドヘルド型・多自由度電動アームの開発2016

    • Author(s)
      小野木真哉,荒田純平,中楯龍,小栗晋,赤星朋比古,池田哲夫,原田香奈子,光石衛,橋爪誠
    • Organizer
      第116回日本外科学会定期学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-04-14 – 2016-04-16

URL: 

Published: 2018-01-16  

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