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多節スライダ・リンク機構を用いた内視鏡下外科手術用多自由度マニピュレータの開発

Research Project

Project/Area Number 04J11490
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Medical systems
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山下 紘正  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords機械力学・制御 / 知能機械 / 知能ロボティクス / 医療・福祉 / 外科
Research Abstract

前年度より開発を進めていたリンク・ワイヤ駆動方式による2自由度屈曲機構を先端部分に搭載した,外径5mmのバイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータと,外形3.5mm胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータを製作した.前者にはワイヤ駆動式の把持鉗子ブレードにバイポーラ型電極を組み込み,生体組織の凝固機能を持たせた.また,後者にはワイヤ駆動式の把持鉗子や勇刀、Nd : YAGレーザ凝固用ファイバを交換可能に搭載した。リンク駆動用の2つのアクチュエータを搭載した直動ユニットとグリップ式インタフェースは,マニピュレータの先端側と容易に着脱可能な構造とし,洗浄や滅菌といった手術器具に必要不可欠な作業に対応させた.
バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータでは,最大153.9°の駆動範囲,最高0.2mmのマニピュレータ先端位置精度,最大6.61Nの屈曲力,3.70Nの把持力を有することを確認した.In vivo実験ではブタ腸間膜へのアプローチを行ない,組織の凝固と血管閉塞に成功した.また,胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータでもほぼ同様の機械的性能を有し,最大150.1°の駆動範囲,最高0.2mmの位置精度,最大2.57Nの屈曲力,3.70Nの把持力を有することを確認した.Nd : YAGレーザ凝固実験では,80°まで屈曲させた状態でも96.6%以上の照射効率で組織凝固を行なうことに成功した.
本マニピュレータは従来のリンク駆動やワイヤ駆動によるマニピュレータとしても高い屈曲性能を示しており,開発した細径屈曲機構が内視鏡下手術用のマニピュレータ技術の向上に非常に有効であることを確認した.
成果発表としては,バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータに関して国際学会で1件,国内学会で1件発表し,国内論文にて1件が査読中である.また,胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータでは,国際論文で1件,国際学会で2件,国内学会で1件発表し,国際論文にて1件が条件付採択済みである.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (15 results)

  • [Journal Article] Two-DOFs Bending Forceps Manipulator of 3.5-mm diameter for Intrauterine Fetus Surgery : Feasibility Evaluation2006

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Kiyoshi Matsumiya, Ken Masamune, Hongen Liao, Toshio Chiba, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery Volume 1, Supplement 1

      Pages: 218-220

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Feasibility Analysis of Bipolar Electric Scalpel Forceps Manipulator with 2-DOFs Bending Mechanisums2006

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Kiyoshi Matsumiya, Ken Masamune, Etsuko Kobayashi, Ichiro Sakuma, Hongen Liao, Makoto Hashizume, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      Proceeding of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2006, IFMBE Proceedings Volume 14

      Pages: 2980-2983

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータの細径化2006

    • Author(s)
      山下紘正, 松宮潔, 正宗賢, 小林英津子, 佐久間一郎, 廖洪恩, 橋爪誠, 土肥健純
    • Journal Title

      第15回日本コンピュータ外科学会大会・第16回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集

      Pages: 99-100

    • NAID

      10021287256

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 低侵襲子宮内手術のための3D硬性内視鏡と細径ロボット鉗子2006

    • Author(s)
      千葉敏雄, 山下紘正, 福与恒雄, 正宗賢, 佐久間一郎, 土肥健純
    • Journal Title

      第4回日本胎児治療学会抄録集

      Pages: 27-27

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] New Hands and Eyes for Advanced Fetal/Pediatric Endoscopic Surgery2006

    • Author(s)
      T.Chiba, K.Harada, T.Fukuyo, H.Yamashita, K.Masamune, M.Fujie, T.Dohi
    • Journal Title

      Proceedings of the 20th Congress of Asian Association of Pediatric Surgeons With WOFAPS Executive Meet

      Pages: 265-265

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-DOFs Bending Forceps Manipulator of 3.5-mm diameter for Intrauterine Fetus Surgery : Feasibility Evaluation2006

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita.Kiyoshi Matsumiya, Ken Masamune, Hongen Liao, Toshio Chiba, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      Proceeding of the 20th International Congress and Exhibition, Computer Assisted Radiology and Surgery

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Feasibility Analysis of Bipolar Electric Scalpel Forceps Manipulator with 2-DOFs Bending Mechanisms2006

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Kiyoshi Matsumiya, Ken Masamune, Etsuko Kobayashi, Ichiro Sakuma, Hongen Liao, Makoto Hashizume, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      Proceeding of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2006

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] DEVELOPMENT OF ENDOSCOPIC FORCEPS MANIPULATOR USING MULTI-SLIDER LINKAGE MECHANISMS2005

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Akihiro Iimura, Eisuke Aoki, Takashi Suzuki, Touji Nakazawa, Etsuko Kobayashi, Makoto Hashizume, Takeyoshi Dohi, Ichiro Sakuma
    • Journal Title

      Proceeding of The 1st Asian Symposium on Computer Aided Surgery -Robotic and Image guided Surgery- (CD-ROM)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 胎児外科手術用多自由度屈曲マニピュレータの開発2005

    • Author(s)
      山下紘正, 松宮 潔, 正宗 賢, 廖 洪恩, 千葉敏雄, 土肥健純
    • Journal Title

      第14回日本コンピュータ外科学会大会・第15回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集

      Pages: 239-240

    • NAID

      10025683531

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 多自由度屈曲型バイポーラ電気メスマニピュレータの開発2005

    • Author(s)
      山下紘正, 松宮 潔, 正宗 賢, 小林英津子, 佐久間一郎, 廖 洪恩, 橋爪 誠, 土肥健純
    • Journal Title

      第14回日本コンピュータ外科学会大会・第15回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集

      Pages: 141-142

    • NAID

      10025683370

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 異構造の鉗子に対応可能とするスレーブマニピュレータシステムの開発2005

    • Author(s)
      青木英祐, 鈴木孝司, 山下紘正, 小林英津子, 波多伸彦, 土肥健純, 小西晃造, 橋爪誠, 佐久間一郎
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2005 講演概要集

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 多節スライダ・リンク気候を用いた腹腔鏡下外科手術用鉗子マニピュレータの開発2004

    • Author(s)
      山下 紘正, 波多 伸彦, 飯村 彰浩, 中澤 東治, 橋爪 誠, 土肥 健純
    • Journal Title

      第2回生活支援工学系学会連合大会(第20回ライフサポート学会大会・第4回日本生活支援工学会大会)講演予稿集

      Pages: 233-234

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Handheld Laparoscopic Forceps Manipulator Using Multi-Slider Linkage Mechanisms2004

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Nobuhiko Hata, Makoto Hashizume, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      Proceeding of the 7th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention - MICCAI 2004 LNCS3217

      Pages: 121-128

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 胎児外科における多自由度鉗子マニプレータの有用性検討実験2004

    • Author(s)
      波多 伸彦, 桜井 慎平, 山下 紘正, 松宮 潔, 土肥 健純, 千葉 敏雄
    • Journal Title

      第13回日本コンピュータ外科学会大会・第14回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集

      Pages: 119-120

    • NAID

      10025682452

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Miniature bending manipulator for fetoscopic intrauterine laser therapy in twin-to-twin transfusion syndrome

    • Author(s)
      Hiromasa Yamashita, Kiyoshi Matsumiya, Ken Masamune, Hongen Liao, Toshio Chiba, Takeyoshi Dohi
    • Journal Title

      Surgical Endoscopy (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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