生体に適用可能な超音波ビジュアルサーボの開発とその集束超音波治療への応用

• 研究課題/領域番号: 25350568
• 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: 医用システム
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中楯 龍 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 助教 (40584470)
• 研究分担者: 石井 裕之 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 准教授(任期付) (10398927) ; 斎藤 明子 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60101854) ; 剣持 一 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任助教 (60215134) ; 橋爪 誠 九州大学, 医学研究院, 教授 (90198664) ; 東 隆 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (90421932)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 超音波診断ロボット / ロボティクス / 医工学 / 超音波 / ロボッティクス / HIFU / ビジュアルサーボ

研究成果の概要

本研究課題は一般の医療機関に普及している超音波診断装置のプローブをロボットに持たせ、その画像情報をコンピュータで処理することにより、呼吸等で移動する人間の臓器の特定断面を常に自動で捉え続けるシステムの開発を目的とし、専用のロボットを開発しさらに追従性能の高精度化に取り組んだ。患者の呼吸情報と画像情報とのセンサフュージョンにより、フィードバックのみの制御に比べ格段に追従誤差を減少させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Next-Generation Robotic Surgery –from the aspect of surgical robots by industry- (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakadate R, Arata J, Hashizume M
  • 雑誌名: Minimally Invasive Therapy & Allied Technologies 巻: 24 号: 1 ページ: 2-7
  • DOI: 10.3109/13645706.2014.1003140
  • 査読あり
• [学会発表] 超音波による頸動脈計測自動化のためのロボットシステムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹下和慶，萱沼大，早渕貞士，仁木清美，菅原基晃，中楯龍，石井裕之，高西淳夫
  • 学会等名: 日本生体医工学会 関東支部 若手研究者発表会２０１６
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2016-11-19
• [学会発表] ロボットシステムによる頸動脈検査技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早渕貞士，萱沼大，仁木清美，平山貢大，竹下和慶，中楯龍，石井裕之，高西淳夫
  • 学会等名: 日本生体医工学会 関東支部 若手研究者発表会２０１６
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2016-11-19
• [学会発表] Mechanical evaluation of Laparoscopic Ultrasound (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Arata, Kazunari Fukami, Susumu Oguri, Tetsuo Ikeda, Ryu Nakadate, Shinya Onogi, Masamichi Sakaguchi, Tomohiko Akahoshi, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Makoto Hashizume
  • 学会等名: The 12th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 2016-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] Laparoscopic Ultrasound Manipulator based on a Spring based Elastic Mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Arata, Kazunari Fukami, Susumu Oguri ,Tetsuo Ikeda, Ryu Nakadate, Shinya Onogi, Masamichi Sakaguchi, Tomohiko Akahoshi, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Makoto Hashizume
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology 29th International Congress and Exhibition (CARS 2016)
  • 発表場所: Hamburg
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Intraoperative three dimensional ultrasound reconstruction and visualization for endoscopic liversurgery (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Onogi, T. Ikeda, J. Arata, R. Nakadate, S. Oguri, T. Akahoshi, K. Harada, M. Mitsuishi, M. Hashizume
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology 29th International Congress and Exhibition (CARS 2016)
  • 発表場所: Hamburg
  • 年月日: 2016-06-21
• [学会発表] 腹腔鏡下手術において超音波装置を術中診断，治療支援およびナビゲーションに活用することを可能とするハンドヘルド型・多自由度電動アームの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野木真哉，荒田純平，中楯龍，小栗晋，赤星朋比古，池田哲夫，原田香奈子，光石衛，橋爪誠
  • 学会等名: 第116回日本外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] 腹腔鏡下超音波のためのナビゲーションシステムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: "小野木真哉，荒田純平，中楯龍，小栗晋，赤星朋比古，池田哲夫，
  • 学会等名: 第116回日本外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] 腹腔鏡下超音波のための三次元画像の構築・可視化システム (2015)
  • 著者名/発表者名: "小野木真哉，荒田純平，中楯龍，小栗晋，赤星朋比古，池田哲夫，
  • 学会等名: 第9回肝臓内視鏡外科研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-11-25
• [学会発表] 腹腔鏡下肝切除に有用な超音波走査自在電動アーム (2015)
  • 著者名/発表者名: "荒田純平，小栗晋，池田哲夫，中楯龍，小野木真哉，赤星朋比古，
  • 学会等名: 第9回肝臓内視鏡外科研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-11-25
• [学会発表] Multi Degrees Of Freedom Laparoscopic Ultrasound Probe With Remote Center Of Motion (2015)
  • 著者名/発表者名: Susumu Oguri, Jumpei Arata, Tetsuo Ikeda, Ryu Nakadate, Shinya Onogi
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology 28th International Congress and Exhibition (CARS 2015)
  • 発表場所: Balcelona
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] Intercostal localization for automated ultrasound diagnosis system of abdominal area (2014)
  • 著者名/発表者名: 5. Y. Sugamiya, S. Ammar, R. Nakadate, H. Ishii, A. Saito, M. Sugawara, K. Niki, A. Takanishi
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology 28th International Congress and Exhibition (CARS 2014)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
• [学会発表] Human abdomen recognition using camera and force sensor in medical robot system for automatic ultrasound scan (2013)
  • 著者名/発表者名: Bin Mustafa, A.S., Ishii, T., Matsunaga, Y., Nakadate, R., Ishii, H., Ogawa, K., Saito, A., Sugawara, M., Niki, K., Takanishi, A.
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2013)
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 3D Tracking of Respiratory Liver Movement by a Robot Assisted Medical Ultrasound (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryu Nakadate, Ammar Safwan Bin Mustafa, Hiroyuki Ishii, Akiko Saito, Atsuo Takanishi, Makoto Hashizume
  • 学会等名: The 9th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2013)
  • 発表場所: Tokyo Japan
• [学会発表] 超音波診断装置による肝臓領域の自動走査制御系構築のための肋間認識と肋間走査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅宮 友莉奈, 中楯 龍, 石井 裕之, アマル サフワン, 斎藤 明子, 菅原 基晃, 仁木 清美, 高西 淳夫
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Development of robotic system for autonomous liver screening using ultrasound scanning device (2013)
  • 著者名/発表者名: Bin Mustafa A.S., Ishii T., Matsunaga Y., Nakadate R., Ishii H., Ogawa K., Saito A., Sugawara M., Niki K., Takanishi A.
  • 学会等名: 2013 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)
  • 発表場所: Shenzhen China
• [産業財産権] 超音波プローブの位置姿勢提示システム、画像生成装置及びそのプログラム (2015)
  • 発明者名: 藤江 正克, 橋爪 誠,中楯 龍 他
  • 権利者名: 藤江 正克, 橋爪 誠,中楯 龍 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-048953
  • 出願年月日: 2015-03-12