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高分子アクチュエータを用いた内視鏡手術ツールの把持機構と制御方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19206047
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関大阪大学

研究代表者

西川 敦  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (20283731)

研究分担者 宮崎 文夫  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (20133142)
平井 宏明  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (60388147)
島田 順一  京都府立医科大学, 医学系研究科, 講師 (60315942)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
48,620千円 (直接経費: 37,400千円、間接経費: 11,220千円)
2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2008年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2007年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
キーワード内視鏡手術 / 医療ロボット / 人工筋肉アクチュエータ / パラレルメカニズム / タッチパネルインタフェース / ビジュアルサーボ / ゆらぎ / シングルポート(単孔) / 湾曲器具 / 電場応答性高分子 / 人工筋肉 / 冗長多自由度 / 伸縮アクチュエータ / 弯曲 / 多自由度鉗子 / 屈曲アクチュエータ
研究概要

内視鏡手術は、その低侵襲性や美容面・医療経済面での優位性などから、急速に普及している。その一方で、内視鏡手術特有の操作性の悪さや手術視野の制限など解決すべき問題点も多い。このような限界を打破すべく、本研究では、モータに変わる新しい駆動装置として近年注目されている人工筋肉を利用することによる人間ロボット協調手術の提案と、これを実現するハードウェア(把持機構)とソフトウェア(制御方式)の開発を行った。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (29件) 図書 (3件) 備考 (10件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Taniguchi
    • 雑誌名

      Robot Surgery, Chapter 1(IN-TECH Education and Publishing)

      ページ: 1-24

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a compact laparoscope manipulator (P-arm).2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsugu Sekimoto, Atsushi Nishikawa, Kazuhiro Taniguchi, Shuji Takiguchi, Fumio Miyazaki, Yuichiro Doki, Masaki Mori
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy Vol.23,No.11

      ページ: 2596-2604

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Development of a compact laparoscope manipulator (P-arm)2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsugu Sekimoto
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy Vol. 23

      ページ: 2596-2604

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Taniguchi
    • 雑誌名

      Advances in Human-Robot Interaction, Chapter 9(IN-TECH Education and Publishing)

      ページ: 141-164

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圧駆動型内視鏡マニピュレータのin-vivo評価.2008

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 西川敦, 小林武治, 数原幸平, 市原貴晴, 倉下直人, 関本貢嗣, 瀧口修司, 三吉範克, 土岐祐一郎, 森正樹, 宮崎文夫
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol.46,No.6

      ページ: 606-620

    • NAID

      110007098793

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] ビジュアルサーボを用いたタッチ式内視鏡手術器具インタフェース.2008

    • 著者名/発表者名
      難波俊介, 西川敦, 今岡健悟, 島田順一, 加藤大志朗, 寺内邦彦, 下村雅律, 常塚啓彰, 宮崎文夫
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol.46,No.6

      ページ: 595-605

    • NAID

      110007098795

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] ディスポーザブル型内視鏡把持位置決めロボット.2008

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 西川敦, 中越宏明, 小林武治, 数原幸平, 市原貴晴, 倉下直人, 青柳さやか, 杉野友啓, 関本貢嗣, 瀧口修司, 門田守人, 宮崎文夫
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 Vol.26,No.6

      ページ: 502-513

    • NAID

      10024269296

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] ディスポーザブル型内視鏡把持位置決めロボット2008

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 他
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 26(6)

      ページ: 502-513

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水圧駆動型内視鏡マニピュレータのin-vivo評価2008

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 他
    • 雑誌名

      生体医工学 46(6)

      ページ: 606-620

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a novel disposable laparoscope manipulator2007

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Kazuhiro, et al.
    • 雑誌名

      Minimally Invasive Therapy & Allied Technologies 16(5)

      ページ: 263-264

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of safe disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators2007

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゆらぎを用いた内視鏡自動位置決めシステムの開発-相互相関値-位相グラフに基づく比較検証-2009

    • 著者名/発表者名
      山田泰生
    • 学会等名
      第18回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学鉄門記念講堂
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単孔式内視鏡手術のための湾曲器具を用いたマスタスレーブ方式ロボットシステムの提案2009

    • 著者名/発表者名
      北中裕
    • 学会等名
      第18回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      東京大学鉄門記念講堂
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Decisions by Camera Assistants on the Field of View for Laparoscopic Surgery and Its Application to Automatic Positioning of a Laparoscope.2009

    • 著者名/発表者名
      A. Nishikawa, Y. Yamada, S. Toda, M. Sekimoto, N. Miyoshi, S. Takiguchi, Y. Doki, M. Mori, F. Miyazaki
    • 学会等名
      21st International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2009), Sinaia, Romania
    • 発表場所
      SMIT2009 2nd Poster Prizeを受賞
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Analysis of Decisions by Camera Assistants on the Field of View for Laparoscopic Surgery and Its Application to Automatic Positioning of a Laparoscope2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nishikawa
    • 学会等名
      21st International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2009)
    • 発表場所
      Sinaia, Romania
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ゆらぎを用いた内視鏡自動位置決めシステムの開発-視野評価関数の実装と検証-2009

    • 著者名/発表者名
      山田泰生
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2009
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ディスポーザブル型内視鏡ロボットとゆらぎによる内視鏡自動位置決め2009

    • 著者名/発表者名
      西川敦
    • 学会等名
      第1回小切開・鏡視外科学会学術大会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター
    • 年月日
      2009-08-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Endoscope Positioning Algorithm Based on Biological Fluctuation.2009

    • 著者名/発表者名
      A. Nishikawa, Y. Yamada, K. Taniguchi, F. Miyazaki
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS2009)
    • 発表場所
      Changhua, Taiwan
    • 年月日
      2009-07-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Automatic Endoscope Positioning Algorithm Based on Biological Fluctuation2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nishikawa
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS2009)
    • 発表場所
      Changhua, Taiwan
    • 年月日
      2009-07-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Accurate trajectory tracking using visual servoing for robotic endoscopic surgery.2009

    • 著者名/発表者名
      S. Namba, A. Nishikawa, K. Imaoka, J. Shimada, D. Kato, K. Terauchi, M. Shimomura, H. Tsunezuka, F. Miyazaki
    • 学会等名
      23rd International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2009)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Endoscopic robotic surgery with intuitive touch panel navigation.2009

    • 著者名/発表者名
      J. Shimada, A. Nishikawa, S. Namba, K. Imaoka, D. Kato, K. Terauchi, M. Shimomura, H. Tsunezuka, F. Miyazaki
    • 学会等名
      23rd International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2009)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Endoscopic robotic surgery with intuitive touch panel navigation2009

    • 著者名/発表者名
      Junichi Shimada
    • 学会等名
      23rd International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2009)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Accurate trajectory tracking using visual servoing for robotic endoscopic surgery2009

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Namba
    • 学会等名
      23rd International Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2009)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Human-robot interaction in laparoscopic surgery2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nishikawa
    • 学会等名
      In silico medicine 10th International Symposium : Diagnostic and therapeutic computing, imaging, sensing, and robotics
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ゆらぎを用いた内視鏡自動位置決めシステムの開発2009

    • 著者名/発表者名
      山田泰生
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2009
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Visual tracking and servoing for human-robot interaction in minimally invasive surgery(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nishikawa
    • 学会等名
      France-Japan Research Workshop on Medical and Surgical Robotics
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2009-05-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ディスポーザブル型内視鏡把持位置決めロボットの開発2009

    • 著者名/発表者名
      西川敦
    • 学会等名
      日本医工学治療学会第25回学術大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2009-04-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] シングルポート腹腔鏡手術シミュレータの開発2009

    • 著者名/発表者名
      北中 裕, 他
    • 学会等名
      電子情報通信学会2009年総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] How does the camera assistant decide the zooming ratio of laparoscopic images?-Analysis and implementation-.2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nishikawa, H. Nakagoe, K. Taniguchi, Y. Yamada, M. Sekimoto, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      11th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (MICCAI2008)
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of a disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators (second prototype).2008

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, T. Kobayashi, K. Kazuhara, T. Ichihara, N. Kurashita, M. Sekimoto, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      20th International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2008)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] A disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators with air spring.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, T. Kobayashi, K. Kazuhara, T. Ichihara, N. Kurashita, M. Sekimoto, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      22nd International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2008)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2008-06-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] A disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, T. Kobayashi, K. Kazuhara, T. Ichihara, N. Kurashita, M. Sekimoto, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      2008 Emerging Technology Session of the Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons (SAGES2008)
    • 発表場所
      Philadelphia, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2008-04-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The application of adaptive filters for motion prediction in visually tracked laparoscopic surgery.2007

    • 著者名/発表者名
      H. Blasinski, A. Nishikawa, F. Miyazaki
    • 学会等名
      2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2007)
    • 発表場所
      Sanya, China
    • 年月日
      2007-12-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of a safe disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, F. Miyazaki, T. Kobayashi, K. Kazuhara, T. Ichihara, M. Sekimoto, S. Takiguchi, M. Monden
    • 学会等名
      2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2007)
    • 発表場所
      Sanya, China
    • 年月日
      2007-12-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of a novel disposable laparoscope manipulator.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, H. Nakagoe, K. Kazuhara, T. Kobayashi, T. Ichihara, M. Sekimoto, K. Okada, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      19th International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2007)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 水圧駆動型腹腔鏡マニピュレータの開発2007

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 他
    • 学会等名
      第16回日本コンピュータ外科学会大会
    • 発表場所
      広島大学霞キャンパス
    • 年月日
      2007-11-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ディスポーザブル型腹腔鏡把持位置決めロボットの提案2007

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 他
    • 学会等名
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Evaluating the surgeon's stress when using surgical assistant robots.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, H. Nakagoe, T. Sugino, M. Sekimoto, K. Okada, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      16th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN 2007)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Study of evaluation of surgical assistant systems: Surgeon's stress evaluation using saliva and acceleration plethysmogram.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, H. Nakagoe, T. Sugino, M. Sekimoto, K. Okada, S. Takiguchi, M. Monden, F. Miyazaki
    • 学会等名
      21th International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2007)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2007-06-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 医用水圧駆動型リニアアクチュエータの開発2007

    • 著者名/発表者名
      谷口和弘, 他
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2007
    • 発表場所
      秋田拠点センターALVE
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Design and Control of a Compact Laparoscope Manipulator: A Biologically Inspired Approach. In Robot Manipulators2010

    • 著者名/発表者名
      A. Nishikawa, M. Sekimoto, K. Taniguchi, Y. Yamada, N. Miyoshi, S. Takiguchi, Y. Doki, M. Mori, F. Miyazaki
    • 出版者
      Sciyo Publishing(in press)
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Classification, design and evaluation of endoscope robots. In Seung Hyuk Baik, editor, Robot Surgery2010

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, M. Sekimoto, T. Kobayashi, K. Kazuhara, T. Ichihara, N. Kurashita, S. Takiguchi, Y. Doki, M. Mori, F. Miyazaki
    • 出版者
      TIN-TECH Education and Publishing
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Method for objectively evaluating psychological stress resulting when humans interact with robots. In Vladimir A. Kulyukin, editor, Advances in Human-Robot Interaction2009

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, A. Nishikawa, T. Sugino, S. Aoyagi, M. Sekimoto, S. Takiguchi, K. Okada, M. Monden, F. Miyazaki
    • 出版者
      IN-TECH Education and Publishing
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2010.01.26.「国産の医療機器を作る!」,関西テレビ「スーパーニュースアンカー」

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2009.11.16.「内視鏡手術支援システム腫瘍、画面なぞり切除肺・肝臓向けレーザー位置、正確に把握」日本経済新聞朝刊科学面

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2009.10.04.「内視鏡ロボットP-arm」, BSジャパン「世の中進歩堂」

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2009.09.17.「How to better join forces. The endoscope robot developed by Osaka University and Daiken Medical」, Nature, Vol.461, No. 7262

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2009.08.28.「産学医連携動きはじめた医療機器ビジネス」,テレビ大阪「ニュースBIZ」

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2009.08.19.「次世代医療は関西が推進役産学タッグ機器開発」,産経新聞夕刊1面

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2008.12.01.「腹腔鏡手術安全性高く-阪大,操作自動の内視鏡」,日本経済新聞朝刊科学面

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2007.11.22.「関西創造得区医療技術産学連携に成果:ロボット手術助手」,読売新聞朝刊11面

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2007.5.8-5.14.「内視鏡手術に使い捨てロボ」(共同通信記事ならびに47NEWS動画配信),秋田魁新報,東京新聞,山梨日日新聞,岐阜新聞,北國新聞,神戸新聞,四国新聞,高知新聞,山口新聞,南日本新聞,大阪日日新聞などに掲載.

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 2007.4.10.「最新機器ずらり医療のいま、未来.大阪で企画展示:実用化へ研究が続く小型の内視鏡手術支援ロボット」京都新聞朝刊18面

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 医療用マニピュレータ装置2011

    • 発明者名
      西川敦、宮崎文夫、谷口和弘、門田守人、関本貢嗣
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学、財団法人大阪産業振興機構
    • 取得年月日
      2011-01-29
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 医療用マニピュレータ装置2010

    • 発明者名
      西川敦、谷口和弘、宮崎文夫、門田守人、関本貢嗣
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学、財団法人大阪産業振興機構
    • 取得年月日
      2010-01-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 医療用マニピュレータ及びこれを用いた医療用マニピュレータ装置2007

    • 発明者名
      西川敦, 宮崎文夫, 谷口和弘, 門田守人, 関本貢嗣
    • 権利者名
      大阪大学、大阪産業振興機構(大阪TLO)
    • 出願年月日
      2007-05-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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