| 研究課題/領域番号 |
21K12724
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
増井 仁彦 京都大学, 医学研究科, 助教 (50882057)
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| 研究分担者 |
粂 直人 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (00456881)
中尾 恵 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (10362526)
澤田 篤郎 京都大学, 医学研究科, 講師 (10784796)
小川 修 京都大学, 医学研究科, 名誉教授 (90260611)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | AI / ロボット支援手術 / 触覚 / 手術安全 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロボット支援手術は以前の非ロボット腹腔鏡手術よりも精緻な操作を可能とした一方、「触覚」を感知できず力も強いことから不慣れな術者の場合手術中に臓器損傷に遭遇することがある。
本研究では「ロボット支援手術で発生する臓器への加圧(加力)程度を手術時の映像情報のみから AI により判断し術者へ明示」することを目的とする。
これによりロボット支援手術の安全性が飛躍的に向上し、「手術効率化」「医療コスト削減」にもつながる波及効果が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
我々の最終目標である「手術映像の視覚情報のみから臓器へかかっている（加力）程度を感知する」ことを達成するためにまずは「限られた一定の条件において, 鉗子による臓器圧迫変形映像から鉗子先端に発生している力の推定」を行うモデルを作成した。具体的にはブタの摘出臓器を腹腔鏡手術トレーニング環境下に設置し、鉗子で臓器を圧迫しながら圧を測定した。圧の実測値は、先端をロボット用鉗子と同じ形とし、圧測定が可能な３軸力覚センサ搭載腹腔鏡手術鉗子を作成して計測した。その際の映像を録画してデータを収集することで、映像のみから鉗子先端に生じる力を推定する基本モデル作成に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在多くの手術が低侵襲なロボット支援腹腔鏡手術へと移行し、経験の浅い若手医師がロボット支援手術を行うことも多いが、「触覚（haptics）」を感知できず力も強いことから不慣れな術者の場合術中臓器損傷に遭遇することがある。
現在の手術においては、安全性を術者や手術チームに委ねられている面が大きいが、手術中に臓器へかかっている加圧（加力）程度を術者に明示できることができれば、さらに手術の安全性を向上させ、質の高い医療を提供できるようになる。今回モデル内での測定を可能にしたので、今後は生体内（ブタ）での測定でデータを集め、実際の手術映像と識別させての学習へと応用されていく基盤となると考えられる。
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