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破壊予測・防止法に基づく次世代脳神経外科手術サポートシステム

研究課題

研究課題/領域番号 16H04298
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関金沢大学

研究代表者

渡辺 哲陽  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80363125)

研究分担者 中田 光俊  金沢大学, 医学系, 教授 (20334774)
米山 猛  金沢大学, 機械工学系, 教授 (30175020)
研究協力者 小山 稔生  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード医用システム / ソフトロボット / レトラクタ / 破壊兆候 / 危険度予測 / 制御 / 知能機械 / ソフトメカニクス
研究成果の概要

脳神経外科手術の機器の高度化を目指し,吸引,リトラクティング,リトラクティング力センシングの機能を有する新しいリトラクティングシステム,保持力を指先腹へ,引っ張り力を指先側面へと提示する提示装置,内視鏡先端に取り付けることで動作する組織の剛性を計測できるセンシングシステム,リトラクティング時の圧力挙動から自動で破壊兆候を検知し,自動でリトラクティングを停止し,組織破壊を防止するシステムの開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

リトラクティング機器に力を測定できる機能を設けることで,術中の不用意な圧迫による組織損傷を防ぐことができる.これは,特に新米の術者の負担を減らすと共に,患者の負担も減らすことになる.どのくらいの力を組織に加えて良いか,異常部位がどのような硬さがよいか定量的なデータが無いため,力や硬さ(剛性)を計測できることは,新米の術者への教育にも有効と考えられる.ロボット手術やフレキシブル内視鏡を使った手術の場合,術野にかかる力を直接感じることは難しいため,ロボットを介して伝達する必要がある.指の側面への伝達は,ヒトの特性を上手く活かした新しい手法で,伝達方式の精度向上に貢献している.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Development of disposable pressure sensible retractor system for preventing the overloading2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Masahiko、Yoneyama Takeshi、Nakada Mitsutoshi、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      巻: 1 ページ: 129-134

    • DOI

      10.1109/sii.2019.8700388

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluid Pressure Monitoring-Based Strategy for Delicate Grasping of Fragile Objects by A Robotic Hand with Fluid Fingertips2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Toshihiro、Suzuki Yosuke、Tsuji Tokuo、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 号: 4 ページ: 782-782

    • DOI

      10.3390/s19040782

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bright spot analysis for photodynamic diagnosis of brain tumors using confocal microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama Takeshi、Watanabe Tetsuyo、Tamai Sho、Miyashita Katsuyoshi、Nakada Mitsutoshi
    • 雑誌名

      Photodiagnosis and Photodynamic Therapy

      巻: 25 ページ: 463-471

    • DOI

      10.1016/j.pdpdt.2019.02.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Force-Visualized Silicone Retractor Attachable to Surgical Suction Pipes2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tetsuyou、Koyama Toshio、Yoneyama Takeshi、Nakada Mitsutoshi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 4 ページ: 773-773

    • DOI

      10.3390/s17040773

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface Texture of Deformable Robotic Fingertips for a Stable Grasp Under Both Dry and Wet Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Mizushima Kaori、Nishimura Toshihiro、Suzuki Yosuke、Tsuji Tokuo、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 2 号: 4 ページ: 2048-2055

    • DOI

      10.1109/lra.2017.2717082

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microgripper-Embedded Fluid Fingertip-Enhancing Positioning and Holding Abilities for Versatile Grasping2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Toshihiro、Fujihira Yoshinori、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      Journal of Mechanisms and Robotics

      巻: 9 号: 6 ページ: 061017-061017

    • DOI

      10.1115/1.4038217

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finger-attachment device for the feedback of gripping and pulling force in a manipulating system for brain tumor resection2017

    • 著者名/発表者名
      Chinbe Hiroyuki、Yoneyama Takeshi、Watanabe Tetsuyou、Miyashita Katsuyoshi、Nakada Mitsutoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 13 号: 1 ページ: 3-12

    • DOI

      10.1007/s11548-017-1640-3

    • NAID

      120006336020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variable-grasping-mode underactuated soft gripper with environmental contact-based operation2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Nishimura, Kaori Mizushima, Yosuke Suzuki, Tokuo Tsuji, and Tetsuyou Watanabe
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 2(2) 号: 2 ページ: 1164-1171

    • DOI

      10.1109/lra.2017.2662086

    • NAID

      120005983043

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Force-Sensing Silicone Retractor for Attachment to Surgical Suction Pipes2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyou Watanabe, Toshio Koyama, Takeshi Yoneyama and Mitsutoshi Nakada
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 16(7) 号: 7 ページ: 1133-1133

    • DOI

      10.3390/s16071133

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stiffness Measurement System Using Endoscopes with a Visualization Method2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyou Watanabe, Takanobu Iwai, Toshio Koyama, and Takeshi Yoneyama
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 16(15) 号: 15 ページ: 5889-5897

    • DOI

      10.1109/jsen.2016.2574322

    • NAID

      120005844459

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Haptic threshold for pulling force feedback on surgeon's fingertip in medical robotic systems2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Chinbe, Takeshi Yoneyama, Tetsuyou Watanabe , and Nakada Mitsutoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON)

      巻: - ページ: 767-772

    • DOI

      10.1109/iecon.2016.7792958

    • NAID

      120006226794

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Condition for Tofu Stable Grasping with Fluid Fingertips2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Nishimura, Yoshinori Fujihira, Ryota Adachi, Tetsuyou Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (CASE)

      巻: - ページ: 335-341

    • DOI

      10.1109/coase.2016.7743425

    • NAID

      120005844457

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Incompressible Liquid Based Force Sensible Silicone Retractor Attachable to Surgical Suction Instruments2016

    • 著者名/発表者名
      Toshio Koyama, Takeshi.Yoneyama, Mitsutoshi Nakada, Tetsuyou Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)

      巻: - ページ: 1398-1404

    • DOI

      10.1109/aim.2016.7576966

    • NAID

      120005844456

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Force-visualization based Sensing System Facilitates Medical Operation in Deep Area2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyou Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Delicate grasping by highly deformable fingertips2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyou Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft) Workshop: Soft haptics: what has been done and what can be done
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 流体指を用いた柔軟物体非破壊把持手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      西村 斉寛、鈴木 陽介、辻 徳生、渡辺 哲陽
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 力可視化技術を用いた吸引器装着用シリコーンレトラクタの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小山 稔生,米山 猛,中田 光俊,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI)
    • 発表場所
      札幌コンペンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Haptic threshold for pulling force feedback on surgeon's fingertip in medical robotic systems2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Chinbe, Takeshi Yoneyama, Tetsuyou Watanabe , and Nakada Mitsutoshi
    • 学会等名
      Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON)
    • 発表場所
      フィレンツェ(イタリア)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非圧縮性流体による力可視化技術を用いたシリコーンレトラクタの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小山 稔生,米山 猛,中田 光俊,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] New Condition for Tofu Stable Grasping with Fluid Fingertips2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Nishimura, Yoshinori Fujihira, Ryota Adachi, Tetsuyou Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (CASE)
    • 発表場所
      フォートワース(アメリカ)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incompressible Liquid Based Force Sensible Silicone Retractor Attachable to Surgical Suction Instruments2016

    • 著者名/発表者名
      Toshio Koyama, Takeshi.Yoneyama, Mitsutoshi Nakada, Tetsuyou Watanabe
    • 学会等名
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)
    • 発表場所
      バンフ(カナダ)
    • 年月日
      2016-07-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 人間機械創造研究室・渡辺班

    • URL

      http://zkks.w3.kanazawa-u.ac.jp/watanabe/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 人間・機械研究室 渡辺班

    • URL

      http://zkks.w3.kanazawa-u.ac.jp/watanabe/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 医療用リトラクター2016

    • 発明者名
      渡辺 哲陽,小山 稔生,米山 猛,中田 光俊
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-136358
    • 出願年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 当接機構2016

    • 発明者名
      渡辺哲陽,西村斉寛
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-177669
    • 出願年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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