2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a target-chasing robot system integrating MR and ultrasound image navigation to assist needle insertion
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26282145
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
森川 茂廣 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 客員教授 (60220042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲 成幸 滋賀医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10359771)
村上 耕一郎 滋賀医科大学, 医学部, 非常勤講師 (30572763)
山田 篤史 滋賀医科大学, 医学部, 特任助教 (40534334)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低侵襲治療 / 手術ロボット / 画像ナビゲーション / MR画像 / 超音波画像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である今年度は、中型動物（ウサギ）を用いた動物実験を目標とした。これまでのセクター型超音波プローブでは深い部位に最適化されているため、コンベックス型やリニアー型のプローブを利用できるロボットのアダプターを製作するとともに、比較的浅い部位のターゲットを対象とする画像融合ソフトウェアを開発した。リニア型プローブでは、プローブの皮膚接触面とロボットハンドピースによってプローブの端から組織の浅い部位へ誘導される穿刺針の角度が急峻すぎて,本ロボットへの実装には適切ではなかった。プローブ中央から垂直に穿刺針を誘導し、プローブの方向を変えて穿刺針先端を追尾するアダプターも試みたがMR画像と超音波画像の観察面が一致しないため、これもシステムの構成には適さなかった。本研究で用いた超音波装置は、MR環境に持ち込むため、SSDベースの小型のものであり、コンベックス型のプローブで、周波数調節や感度調節などによる浅い部分の解像度向上には限界があったが、形の上ではロボットと組み合わせた画像ガイドが可能であるため、最終的にこれを利用することとした。
穿刺のターゲットとして、当初肝臓を想定していたが、ウサギの肝臓はこうもり傘のような薄い構造で、横隔膜下の肋骨弓内に隠れ、超音波による描出が難しかった。そこで、標的を両側の腎臓に設定して、ロボット誘導下の穿刺を試みた。ロボットの標的追尾精度は良好で、MRの再構成画像と超音波画像はよく一致していた。しかし、ウサギ後腹膜腔の脂肪の中に存在する腎臓の可動性は大きく、穿刺操作中に大きく移動した。本来、こうした移動に追従できるように超音波画像を組み合わせたのであるが、変位が多きすぎて、ロボットにより穿刺針の方向の調節が制約され、このようなモデルについては本システムの有効性は証明されなかった。今後は、有効なモデルについての検討が必要と考えられた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
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[Presentation] Development of a Steerable Transjugular Intrahepatic Portosystemic Shunt (TIPS) Needle Based on a Loop-Shaped Flexible Mechanism.2018
Author(s)
N. Nitta, A. Yamada, S. Watanabe, A. Sonoda, A. Inoue, K. Taki, S. Otha, S. Naka, S. Morikawa, T. Tani, K. Murata
Organizer
第77回日本医学会総会
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