| 研究課題/領域番号 |
16H02319
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
光石 衛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90183110)
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| 研究分担者 |
原田 香奈子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80409672)
鈴木 昌彦 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (10312951)
阿部 信寛 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80284115)
山本 江 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (20641880)
杉田 直彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70372406)
藤原 一夫 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (00346438)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 手術ロボット / 人工関節置換術支援ロボット / 高操作性 / 骨切除 / 切除温度 / 機械学習 / 半自動手術ロボット / バーチャルフィクスチャ / 人工関節置換術支援システム / 人工知能 / 熟練術者 / 手技解析 / 操作性 / 手術支援ロボット / 切削力 |
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| 研究成果の概要 |
人工膝関節置換術における骨切除を半自動的に行うため、高操作性を有する骨切除ロボット、および、骨切除パラメータから切除温度をリアルタイムに判定するシステムを開発した。ロボットでは位置入力機構部と姿勢入力機構部を分けることにより、骨切除中に頻繁に行う姿勢変化によるロボット全体の動きを小さくすることが可能となり、操作性が向上した。また、直感的な入力が可能となった。
骨切除パラメータとして主軸回転数、術具傾斜角、送り速度をとり、切削温度を測定しデータセット用意し、学習させた。これによりパラメータを変化させたとき、切除温度が適切かどうかを判定可能となった。また、閾値と判別精度との関係を調べた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ここで提案するような半自動型手術支援システムを実現することにより、高精度でしかも安全性が高い手術を行うことができるので、患者にとってベネフィットが大きい。また、骨の切削条件によって高温になるかどうかをシステムが自動的に判断してくれるので、術者にとってもベネフィットが大きい。本研究で実現している自動判定システムは他にも利用することが可能であり学術的な意義は大きい。また、半自動型の手術支援システムは認可を得る上で重要であり、医学的・工学的な意義は大きい。さらに、本研究で実現するような安全性が高く高精度な手術支援システムの実現は世界的にニーズが高く社会的な意義は大きい。
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