マイクロマニプレータ応用によるマイクロサージェリ支援システムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63890007
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土肥 健純 東京大学, 工学部, 教授 (40130299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 恭也 東京大学, 医学部, 教授 (30009948) ; 増田 寛二郎 東京大学, 医学部, 教授 (60010188) ; 都築 正和 東京大学, 医学部, 教授 (30010169) ; 黒川 高秀 東京大学, 医学部, 教授 (90010298) ; 大園 成夫 東京大学, 工学部, 教授 (10010878)
• Keywords: マイクロサージェリ / 外科手術 / ロボット / マニプレータ / レーザスキャナ / 体表面計測 / 術野計測

Research Abstract

画像処理システムに関しては、治療用に使用するレーザスキャナシステムのため、術野表面計測システムの開発を行った。術野表面計測システムは、He-Neレーザのスポット光を術野表面に投影し、それを2次元的に走査することにより術野表面の3次元形状を求める。本年度は、位置計測に関しCCDカメラ、PSD素子を採用し各々で計測を行ってみた。マイクロサージェリ応用を考慮し、40mm×40mmの術野を50点×50点で測定を行った結果、CCDカメラを用いた場合5分近くかかってしまうが、PSD素子を用いる場合1分少々で済むことが明らかになった。精度に関しては、奥行き方向に関してまだ十分でなく今後ビーム系を絞り精度良く行うなどによって改善を図る予定である。
治療用レーザスキャナシステムは、術野計測システム中にハーフミラーを付加して、治療用のレーザ光を計測用レーザ光と同軸に出力する様にしている。治療時には、先の術野計測システムで得た術野表面の3次元レーザを基に画面で指示された位置の3次元位置、スキャナの走査データを計算して最終的に位置の確認を行った後、治療用レーザの照射ができるようにした。また、治療用レーザ光として検討したエキシマレーザの使用は保守管理が面倒なため、代わりにYAGレーザを高調波発生器で波長を短くして使用すること、水分子の吸収波長(2μm)を持つEr:YAGレーザを使用することを次年度以降検討する。
マイクロマニプレータとしては2種類の試作機の設計を行った。一つは、脳神経外科の分野で、CTスキャナの測定データと組み合わせることにより患部攻撃の位置に、禁忌領域を避けて穿刺できるようになるジンバル構造をした装置である。もう一つは、手先アタッチメントを交換することで洗浄、注水、組織の移動、切削等を行うことのできる他自由度の関節型マイクロマニプレータである。

Research Products

• [Publications] 垣本映,土肥健純,堀内孝,太田裕治,都築正和: 第4回LST学会大会講演予稿集. 68 (1988)
• [Publications] 垣本映,土肥健純,堀内孝,太田裕治,都築正和: 第28回ME学会大会論文集. (1989)