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ロボットビジョンと拡張現実ディスプレイを統合した次世代手術支援ロボットの高度化

研究課題

研究課題/領域番号 16K11674
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 外科系歯学
研究機関東京大学

研究代表者

末永 英之  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (10396731)

研究分担者 谷口 明紗子  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00744905)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードコンピュータ外科学 / 口腔外科学
研究成果の概要

人的要因(外科医の技量と経験)は、口腔顎顔面外科の正確性と安全性に影響を与える。 本研究では、手術に及ぼす人的要因の影響を軽減するためのインテリジェントな手術システムを開発することを目指して、手術ナビゲーションシステムとロボットの両方を統合した。 本研究は外科医の支援と監視の下で手術を実施することを目的とした自律型手術支援システムを提案した。姿勢検出能力を試験し、操作性能を評価するために3次元プリンタによる下顎モデルで切削実験を行った。 ソフトウェアおよびハードウェアの精度は許容範囲であり、位置決め精度におけるより良い性能を達成するためにさらなる改善が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、生体内部の解剖学的な立体情報を含む手術環境全体の位置情報を可視化する高精度なロボット支援手術が可能となる。頭蓋顎顔面外科、脳外科領域のみならず、従来では実現が困難であった高精度な低侵襲手術や生体内深部の手術に広く展開できる可能性がある。低侵襲治療を大きく変貌させる可能性が高く、得られた成果は極めて広範な疾患の治療に有用なものとなる。提案されたシステムは、手術における外科医の役割を変え、将来の手術室の環境を再構成するかもしれない。

報告書

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 産業財産権 (3件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] Development and preliminary evaluation of an autonomous surgical system for oral and maxillofacial surgery2019

    • 著者名/発表者名
      Qingchuan Ma, Etsuko Kobayashi, Junchen Wang, Kazuaki Hara, Hideyuki Suenaga, Ichiro Sakuma, Ken Masamune
    • 雑誌名

      The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: accepted 号: 4

    • DOI

      10.1002/rcs.1997

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Video See-Through Augmented Reality for Oral and Maxillofacial Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Junchen Wang, Hideyuki Suenaga, Liangjing Yang, Etsuko Kobayashi and Ichiro Sakuma
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: - 号: 2

    • DOI

      10.1002/rcs.1754

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Drilling accuracy evaluation on an autonomous OMS system2018

    • 著者名/発表者名
      Ma Q, Kobayashi E, Wang J, Hara K, Suenaga H, Masamune K, Sakuma I
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference on Computer Aided Surgery
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pilot study toward autonomous surgical system with the markerless navigation and compact robot for oral and maxillofacial surgery2018

    • 著者名/発表者名
      Ma Q, Kobayashi E, Wang J, Hara K, Masamune K, Suenaga H, Sakuma I
    • 学会等名
      32nd International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習に基づいた画像認識による人工知能手術支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      末永英之
    • 学会等名
      第34回歯科医学を中心とした総合的な研究を推進する集い
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オトガイ形成術における術前シミュレーションに基づく位置決め法の精度2018

    • 著者名/発表者名
      末永英之, 久保田恵吾, 谷口明紗子, 大久保和美, 西條英人, 星和人
    • 学会等名
      第28回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータビジョンと拡張現実を用いたコンピュータ支援手術2017

    • 著者名/発表者名
      末永英之
    • 学会等名
      第62回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Open platform of medical robots/devices with Smart Cyber Operating Theater (SCOT): Design concept and prototype robot developments2016

    • 著者名/発表者名
      Masamune K, Suenaga H, Kobayashi E, Iseki H, Muragaki Y
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME)
    • 発表場所
      National University of Singapore
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インプラント手術支援を目指した拡張現実手術ナビゲーションシステム2016

    • 著者名/発表者名
      末永英之
    • 学会等名
      第19回 日本先進インプラント医療学会
    • 発表場所
      学術総合センター(一橋講堂)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コンピュータビジョンによる手術ナビゲーション装置の三次元的な位置合わせ手法の検証2016

    • 著者名/発表者名
      末永英之,谷口明紗子,米永一理,西條英人,星和人,高戸毅
    • 学会等名
      第70回 日本口腔科学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-04-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] Surgical navigation system, surgical navigation method, and program2018

    • 発明者名
      Wang J, Suenaga H, et.al.
    • 権利者名
      国立大学法人 東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Surgical navigation system, surgical navigation method and program2016

    • 発明者名
      王君臣、末永英之、佐久間一郎、小林英津子、星和人
    • 権利者名
      国立大学法人 東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 手術ナビゲーションシステムおよび手術ナビゲーション方法並びにプログラム2016

    • 発明者名
      王君臣,末永英之,佐久間一郎,小林英津子,星和人
    • 権利者名
      王君臣,末永英之,佐久間一郎,小林英津子,星和人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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