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CTガイド下針穿刺ロボットを用いた3次元穿刺技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K10439
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 放射線科学
研究機関岡山大学

研究代表者

櫻井 淳  岡山大学, 大学病院, 准教授 (30444657)

研究分担者 平木 隆夫  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 研究教授 (50423322)
亀川 哲志  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (80432623)
松野 隆幸  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50377842)
金澤 右  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20243511)
松井 裕輔  岡山大学, 大学病院, 講師 (50614351)
小牧 稔幸  岡山大学, 大学病院, 医員 (40795548)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードCTガイド下針穿刺 / ロボット / 3次元穿刺 / 3次元穿刺 / CTガイド下針生検 / インターベンショナルラジオロジー / 放射線被曝防護
研究成果の概要

ロボットを用いたCTガイド下3次元穿刺の技術開発を行い、その精度を検証した。ファントム試験において、ロボットが様々な角度条件で用手法よりも高精度に穿刺できることを実証した。さらに、従来は未知であった組織中での針軸の動きを予測することに成功し、針軸のズレを修正するプログラムを開発した。動物実験では、針穿刺中の軸修正を加えなくとも比較的高い精度での穿刺が可能であったが、開発した軸修正プログラムを用いることで、さらに高精度な穿刺を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の用手的な針穿刺では、3次元的な穿刺経路がより安全であったとしても、技術的な困難さがハードルとなっており、3次元穿刺以外の工夫で手技を実施することが多かった。しかし、精確な3次元穿刺が可能であることが実証されたこのロボットが臨床の現場で普及すれば、技術的な困難さは克服され、より安全で簡便な針穿刺手技が可能となる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Robotic CT-guided out-of-plane needle insertion: comparison of angle accuracy with manual insertion in phantom and measurement of distance accuracy in animals.2020

    • 著者名/発表者名
      Komaki T, Hiraki T, Kamegawa T, Matsuno T, Sakurai J, Matsuura R, Yamaguchi T, Sasaki T, Mitsuhashi T, Okamoto S, Uka M, Matsui Y, Iguchi T, Gobara H, Kanazawa S.
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 30 ページ: 1342-1349

    • DOI

      10.1007/s00330-019-06477-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Installation angle offset compensation of puncture robot based on measurement of needle by CT equipment2018

    • 著者名/発表者名
      Nagao Akisato、Matsuno Takayuki、Kamegawa Tetsushi、Hiraki Takao
    • 雑誌名

      International Journal of Mechatronics and Automation

      巻: 6 ページ: 190~200

    • DOI

      10.1504/IJMA.2018.095520

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Robotically Driven CT-guided Needle Insertion: Preliminary Results in Phantom and Animal Experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Hiraki Takao、Kamegawa Tetsushi、Matsuno Takayuki、Sakurai Jun、Kirita Yasuzo、Matsuura Ryutaro、Yamaguchi Takuya、Sasaki Takanori、Mitsuhashi Toshiharu、Komaki Toshiyuki、Masaoka Yoshihisa、Matsui Yusuke、Fujiwara Hiroyasu、Iguchi Toshihiro、Gobara Hideo、Kanazawa Susumu
    • 雑誌名

      Radiology

      巻: 285 ページ: 454~461

    • DOI

      10.1148/radiol.2017162856

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CT透視画像を用いた腹部領域のIVR治療と技術開発の将来展望-CT透視下IVR用ロボットと最新CTとの融合2017

    • 著者名/発表者名
      平木 隆夫、金澤 右、亀川 哲志,松野 隆幸,櫻井 淳,谷本 圭司,平柳 則之
    • 雑誌名

      INNERVISION

      巻: 32 ページ: 77~79

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Robotically driven out-of-plane needle insertion: phantom and animal experiments2019

    • 著者名/発表者名
      小牧稔幸、平木隆夫、松野隆幸、亀川哲志、等
    • 学会等名
      The 78th Annual Meeting of the Japan Radiological Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボリュームCT画像情報を用いた針穿刺ロボットの姿勢修正に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      松野隆幸, 亀川哲志,平木隆夫,木村和志,城戸脩希,見浪護
    • 学会等名
      第36回 日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 穿刺ロボットアームのCTガントリ内壁との衝突防止システムの提案2018

    • 著者名/発表者名
      城戸脩希,松野隆幸,木村和志,亀川哲志,平木隆夫,見浪護
    • 学会等名
      第19回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
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CT 透視ガイド下針穿刺ロボットの自動ターゲティングの実現2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 奎介,亀川 哲志,松野 隆幸,平木 隆夫,五福 明夫
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CT透視ガイド下針穿刺ロボットの運動学パラメータのキャリブレーション2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 奎介,亀川 哲志,松野 隆幸,平木 隆夫,五福 明夫
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 医師の手技に基づく針穿刺ロボットのための針の軌道修正方針の提案2018

    • 著者名/発表者名
      高山 和真,亀川 哲志,松野 隆幸,平木 隆夫,五福 明夫
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Robotic CT-guided IR: Results of Phantom and Animal Experiments with 3rd-generation Robot (Zerobot)2017

    • 著者名/発表者名
      平木隆夫、亀川哲志,松野隆幸,櫻井 淳,桐田泰三,金澤 右
    • 学会等名
      第76回日本医学放射線学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] がんの低侵襲治療を実現する医療用針穿刺ロボット(Zerobot)の開発2017

    • 著者名/発表者名
      平木隆夫
    • 学会等名
      岡山大学研究シーズ発信会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Installation angle offset compensation of puncture robot based on measurement of needle by CT equipment2017

    • 著者名/発表者名
      Nagao A, Matsuno T, Kimura K, Kamegawa T, Minami M, Hiraki T.
    • 学会等名
      Proceeding of the 2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 穿刺ロボットにおける針のたわみ力を用いた軌道生成2017

    • 著者名/発表者名
      木村和志,松野隆幸,杉山晃平,亀川哲志,平木隆夫,見浪護
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CT ガイド下針穿刺ロボットの自動化に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      高山和真,亀川哲志,松野隆幸,平木隆夫,五福明夫
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 臨床試験に向けたCT ガイド下針穿刺ロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      久保亮太,亀川哲志,松野 隆幸,平木隆夫(岡山大) , 谷本圭司(コアテック),石井創,杉山晃平,長尾明哲,高山和真,池上雄太,木村和志,五福明夫
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CT透視下IVR用針穿刺ロボットにおける穿刺支援機能の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松野 隆幸,亀川 哲志,平木 隆夫,杉山 晃平,長尾 明哲,木村 和志,石井 創,見浪 護
    • 学会等名
      第35回 日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 針のCT撮像を利用したCT透視ガイド下針穿刺ロボットのレジストレーションおよびターゲティングの自動化2017

    • 著者名/発表者名
      亀川哲志,石井創,松野隆幸,平木隆夫,五福明夫
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] CTガイド下IVR用ロボット

    • URL

      https://ivr.sys.okayama-u.ac.jp:8081/WordPress/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 穿刺ロボット及び穿刺制御用プログラム2019

    • 発明者名
      平木隆夫、小牧稔幸、亀川哲志、松野隆幸
    • 権利者名
      岡山大学法人岡山大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-068038
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 穿刺ロボット及び穿刺制御用プログラム2019

    • 発明者名
      平木隆夫、小牧稔幸、亀川哲志、松野隆幸
    • 権利者名
      国立大学法人岡山大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-068038
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-11-20  

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