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消化器がん克服のためのロボット軟性鏡診断・治療エコシステム

研究課題

研究課題/領域番号 20H04552
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関神戸大学 (2022-2023)
九州大学 (2020-2021)

研究代表者

中楯 龍  神戸大学, 医学研究科, 准教授 (40584470)

研究分担者 荒田 純平  九州大学, 工学研究院, 教授 (40377586)
長尾 吉泰  九州大学, 大学病院, 助教 (70608968)
江藤 正俊  九州大学, 医学研究院, 教授 (90315078)
大澤 啓介  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 助教 (80962117)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード医療ロボット / 軟性内視鏡 / 粘膜下層剥離術 / 手術ロボット
研究開始時の研究の概要

消化管がん(胃・大腸など)は早期に発見されれば、いわゆる胃カメラで口や肛門から病変にアクセスして治療することができ、臓器を失わないため低侵襲で術後QOLも高い。しかし、治療デバイスの自由度が限られることから手技の難易度が高く、特に欧米において普及の妨げとなっている。一方で、早期に発見するための検査デバイスも胃カメラである。この治療の技術ハードルを下げるロボットと、検査を容易簡便にするロボットの両方を開発することにより、早期発見->低侵襲治療のエコサイクルを実現する。

研究成果の概要

治療を目的とした軟性内視鏡手術支援ロボットに、動作自由度を増やしたもの、ステレオカメラによる立体視機能を付加したもの、操縦体系を直感的に変更したものなど、様々な改良を加え試作・評価を行った。これにより、実用化の際に、軟性内視鏡手術ロボットの持つべき仕様に関する知見を得た。また、診断を目的とした、先端に推進機構をもち大腸内を自走することにより、挿入がしやすい大腸内視鏡診断ロボットを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

消化管がんは、早期に発見されれば軟性内視鏡で口や肛門から病変にアクセスして治療することができる。低侵襲で術後QOLも高い。一方で手技の難易度が高く、特に欧米において普及の妨げとなっている。本研究はこれをロボット技術により解決し、すべての患者に最適な治療を提供しようとするものである。手術ロボットは硬性鏡のタイプが既に普及しているが、軟性鏡タイプはまだない。これが普及することによって産業への寄与も期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Usefulness of three-dimensional imaging in a flexible endoscopic surgery platform with multi-degrees-of-freedom articulating devices2024

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Yokoyama, Ryu Nakadate, Toshitatsu Takao, Douglas Motomura, Yoshihiro Muragaki, Yasuyoshi Yokokohji
    • 雑誌名

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      巻: 17(1) 号: 1 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1111/ases.13275

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Early-Stage Modeling and Analysis ofContinuum Compliant Structure for Multi-DOF Endoluminal Forceps using Pseudo-Rigid-Body Model2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa,D. S. V. Bandara,Ryu Nakadate,Eiichiro Tanaka,Yoshihiro Nagao,Tomohiko Akahoshi,Masatoshi Eto &Jumpei Arata
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 0 号: 23 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1080/01691864.2023.2291137

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress Dispersion Design in Continuum Compliant Structure toward a Multi-DOF Endoluminal Forceps2022

    • 著者名/発表者名
      Osawa, K., Bandara, D. S. V., Nakadate, R., Nagao, Y., Akahoshi, T., Eto, M., & Arata, J
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12(5) 号: 5 ページ: 2480-2480

    • DOI

      10.3390/app12052480

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3.5 mm compliant robotic surgical forceps with 4 DOF : design and performance evaluation2022

    • 著者名/発表者名
      D. S. V. Bandara, Ryu Nakadate, Murilo M. Marinho, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi & Jumpei Arata
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 0 号: 4 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2138721

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2.5-mm articulated endoluminal forceps using a compliant mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa, D. S. V. Bandara, Ryu Nakadate, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Jumpei Arata
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 18 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02726-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海外における手術ロボットの実用化の動向2021

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 39 号: 3 ページ: 213-217

    • DOI

      10.7210/jrsj.39.213

    • NAID

      130008030886

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ロボット工学2021

    • 著者名/発表者名
      中楯龍、橋爪誠
    • 雑誌名

      医学と薬学

      巻: 78(11) ページ: 1333-1340

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Self-Propelled Colonoscopy Robot using Flexible Paddles2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa, Ryu Nakadate, Jumpei Arata, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Makoto Hashizume
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 5 号: 4 ページ: 6710-6716

    • DOI

      10.1109/lra.2020.3017476

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Surgical Robot for Intraluminal Access: An Ex Vivo Feasibility Study2020

    • 著者名/発表者名
      Ryu Nakadate, Tsutomu Iwasa, Shinya Onogi, Jumpei Arata, Susumu Oguri, Yasuharu Okamoto, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Makoto Hashizume
    • 雑誌名

      Cyborg and Bionic Systems

      巻: 2020 ページ: 8378025-8378025

    • DOI

      10.34133/2020/8378025

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 屈曲処置具を用いた軟性内視鏡手術における2D/3D カメラの比較試験2023

    • 著者名/発表者名
      横山昂佑,中楯 龍,鷹尾俊達,Douglas Motomura,村垣善浩,横小路泰義
    • 学会等名
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] "ソフトギヤを用いた自走式大腸内視鏡ロボットの開発 "2023

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介,段 凱文,上田昭夫,中楯 龍,荒田純平,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,田中英一郎
    • 学会等名
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸管自走ロボットのための同軸ダブルウォームギヤ機構の開発2023

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介,段 凱文,上田昭夫,中楯 龍,荒田純平,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,田中英一郎
    • 学会等名
      第24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(SI2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小児外科用デバイスの提案と社会実装に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 学会等名
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compliant Multi-DOF Endoluminal Forceps with 2.5 mm in diameter2022

    • 著者名/発表者名
      K. Osawa, D.S.V. Bandara, R. Nakadate, Y. Nagao, T. Akahoshi, M. Eto, and J.Arata
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology 36th International Congress and Exhibition (CARS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parametric Optimization of Continuum Compliant Structure for Multi-DOF Endoluminal Forceps2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa, DSV. Bandara, Ryu Nakadate, Eiichiro Tanaka, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, and Jumpei Arata
    • 学会等名
      18th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンプライアントメカニズムを用いたハンドヘルド型内視鏡治療用多自由度鉗子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大澤 啓介, D.S.V. Bandara, 中楯 龍, 長尾 吉泰, 赤星 朋比古, 江藤 正俊, 荒田 純平
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022 (ROBOMECH2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタを用いた内視鏡治療用多自由度鉗子の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介, D.S.V.Bandara, 中楯龍, 長尾吉泰 , 赤星朋比古, 江藤正俊, 荒田純平
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟メカニズムを用いた自走式大腸内視鏡ロボットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介,中楯龍,荒田純平,田中英一郎,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,橋爪誠
    • 学会等名
      Frontiers of CAS Symposium 2022(FCS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟メカニズムを用いた内視鏡治療用多自由度ロボット鉗子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介, D.S.V. BANDARA, 中楯龍, 田中英一郎, 長尾吉泰, 赤星朋比古, 江藤正俊, 荒田純平
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アカデミアでの医工連携による手術デバイスの開発・実用化2022

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 手術用ロボット・機器の開発について、工学系の立場から2022

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 学会等名
      神戸大学第39回医学研究科市民公開講座
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 消化管内治療用の一体構造型を有する小型多自由度鉗子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大澤 啓介, Sanjaya V. Bandara, 中楯 龍, 長尾 吉泰, 赤星 朋比古, 江藤 正俊, 荒田 純平
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021 (ROBOMECH2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of Multi-DOF Forceps Comprised of a Monolithic Compliant Structure for Endoluminal Surgery2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa, Sanjaya V. Bandara, Ryu Nakadate, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto and Jumpei Arata
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 擬似剛体モデルを用いた消化管内治療鉗子のモデルベース設計手法2021

    • 著者名/発表者名
      大澤 啓介、DSV. Bandara、中楯 龍、長尾 吉泰、赤星 朋比古、江藤 正俊、荒田 純平
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロマニピュレータを搭載したレゼクトスコープ2021

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍,牟田口 淳, 小林 聡, 荒田 純平,大澤 啓介, 長尾 吉泰, 赤星 朋比古,江藤 正俊
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟メカニズムを用いた内視鏡治療用多自由度鉗子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大澤啓介,DSV. Bandara,中楯龍,長尾吉泰,赤星朋比古,江藤正俊,荒田純平
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 手術支援ロボット開発による先端医療イノベーション2021

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 学会等名
      第5回次世代スーパーマイクロサージャリー研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Propelled Colonoscopy Robot using Flexible Paddles2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Osawa, Ryu Nakadate, Jumpei Arata, Yoshihiro Nagao, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Makoto Hashizume
    • 学会等名
      2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多自由度手術ロボットの操作性評価のための VR 操作シミュレーション環境の構築2020

    • 著者名/発表者名
      原崎 康太、小栗 晋、中楯 龍、江藤 正俊、荒田 純平
    • 学会等名
      第21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(SICE SI2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary Evaluation of a Surgical Robot Equipped with Two Miniature Hands and a Stereo Endoscope2020

    • 著者名/発表者名
      Ryu Nakadate, Keisuke Osawa, Jumpei Arata, Tomohiko Akahoshi, Masatoshi Eto, Makoto Hashizume
    • 学会等名
      The 16th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ロボット工学ハンドブック(第3版), 日本ロボット学会 編, 3.4 リーダ・フォロワ型手術支援ロボット2023

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍
    • 総ページ数
      1086
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339046793
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 消化器ダヴィンチ手術のすべて 改訂第2版, 1 ロボット支援下手術の現状と未来(海外)2021

    • 著者名/発表者名
      橋爪誠、中楯龍
    • 総ページ数
      503
    • 出版者
      医学図書出版
    • ISBN
      9784865174458
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Robotic Surgery in: Step by Step Training in Laparoscopic Surgery -Urology- 7th edition2020

    • 著者名/発表者名
      R Nakadate, K. Ohuchida, M. Hashizume
    • 総ページ数
      429
    • 出版者
      Centro de cirugia de minima invasion
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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