| 研究課題/領域番号 |
18K12116
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 (2022)
帝京平成大学 (2018-2021) |
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研究代表者 |
金 大永 神奈川工科大学, 健康医療科学部, 教授 (60461860)
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| 研究分担者 |
小林 英津子 (正宗 英津子 / 小林英津子) 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20345268)
高野 文之 帝京平成大学, 健康メディカル学部, 講師 (30464770)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 鉗子能動制御 / 低侵襲 / 腹腔鏡下手術 / コンピュータ外科支援 / ネガティブフィードバック / 外科支援デバイス / 鉗子操作誘導 / 把持力計測 / 干渉装置 / 臓器損傷防止 / 生体計測 / 鉗子 |
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| 研究成果の概要 |
市販の鉗子への応用を目的として、以下のことを行った。
1.臓器の弾性計測・把持力誘導：鉗子操作だけで、術者の把持力、対象の弾性が計測可能なシステムを構築した。15gの軽量で小型の干渉装置を開発し、モータ駆動の空圧機構を使って、8Nの干渉力を出した。ブタを用いたin vivo実験では、セットアップ時間は約5分であった。
2.鉗子の表示・操作誘導：本研究では新たな試みとして、ディープラーニングにより、カメラ画像から直接鉗子の位置姿勢を求める手法を検討した。手術室内にあるデバイスのみによる鉗子の位置計測・表示を目的として、深層学習を用いた単眼カメラによる、鉗子位置姿勢計測法を提案、十分な精度結果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、高価な装置や大型のロボットシステムを使わないで、術者を主役としたアシスタントシステムであることが特徴である。よって、全自動で手術の主導権を握る訳ではなく、術者により安全な動作へと誘導する。その誘導法として、術者へ力を伝える触感的方法と画像を利用した視覚的方法を提示したことに意義がある。また、その対象が一般的に市販されている鉗子にも応用が可能であり、より良い技術を広く医療社会に貢献できるのも大きな意義であると思われる。
また、機械学習の対象を人間ではなく、カメラ画像から直接鉗子の位置姿勢を求める方向へと転換し、良い結果を得ることが出来たのも学術的に新しい試みとしての意義を持っている。
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