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2018 年度 実績報告書

多元計算解剖学の生体医工学における学術展開

計画研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 26108008
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

正宗 英津子 (小林英津子)  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (20345268)

研究分担者 正宗 賢  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00280933)
金 大永  帝京平成大学, 健康メディカル学部, 准教授 (60461860)
中川 桂一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00737926)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード低侵襲手術 / 手術支援ロボット / 計算解剖学 / 手術ナビゲーション
研究実績の概要

本年度は最終年度として、データの収集、最終評価を行った。
(1)多元計算解剖モデルの実環境適用に有効な術中局所情報の取得:これまで開発してきた術中鉗子操作力鉗子の精度向上、電気メスによるノイズ検証、を行った。鉗子操作力計測では、自重を含めた力算出モデルの構築とキャリブレーションにより、軸に垂直方向では、+0.2±2.2 gf の誤差で計測が可能であった。In vivo評価においても術者の自然な操作での計測が可能であった。また、電気メスの使用が鉗子型計測デバイスに及ぼす影響を定量的に評価した。ブタの肝臓を用いて電気メスからの距離と電気メスの出力を変えながら実験を行った結果、グリッパでの計測が最も電気メスの影響が少なかった。電気メス使用時の計測時のみ、グリッパでの計測を補助として使用することも可能であると考えられる。
(2)術中局所情報と計算解剖モデルの統合による患者固有の多元計算解剖情報の構築:A03-2と協力し、剖検膵の圧縮試験を前年度に引き続き実施した。17サンプルで実験を行い、力学パラメータの導出を行った。膵液漏評価システムにおいては、小型圧縮装置と蛍光計測システムを統合し、in vivo実験を行った。小型圧縮装置を利用したブタ膵臓圧縮時の膵液漏は観察されなかったが、人為的に膵液漏を発生させたとき、膵液による蛍光が観察され、術中利用可能性が示唆された。
(3)多元計算解剖情報に基づく手術支援ロボットの制御法の開発:カメラ画像に基づく手術ナビゲーションシステムと駆動範囲制御型骨切りロボットを統合した。特に本年度は光学式位置計測装置を用いず、術野カメラのみでナビゲーションシステムとロボットの統合を行い高精度な位置決めを実現した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 北京航空航天大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京航空航天大学
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      シンガポール国立大学
  • [雑誌論文] Development of intraoperative plantar pressure measuring system considering weight bearing axis2019

    • 著者名/発表者名
      Izumu Hosoi, Etsuko Kobayashi, Song Ho Chang, Takumi Matsumoto, Qi An, Emi Anzai, Yuji Ohta, Ichiro Sakuma
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 14 ページ: 385-395

    • DOI

      10.1007/s11548-018-1862-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and preliminary evaluation of an autonomous surgical system for oral and maxillofacial surgery2019

    • 著者名/発表者名
      Qingchuan Ma, Etsuko Kobayashi, Junchen Wang, Kazuaki Hara, Hideyuki Suenaga, Ichiro Sakuma, Ken Masamune
    • 雑誌名

      The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/rcs.1997

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accurate vessel segmentation in ultrasound images using alocal-phase-based snake2018

    • 著者名/発表者名
      Lei Ma, Hidemichi Kiyomatsu, Keiichi Nakagawa, Junchen Wang, Etsuko Kobayashi, Ichiro Sakuma
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 43 ページ: 236-243

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bspc.2018.03.002

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 低侵襲手術を支援するロボティックシステム2019

    • 著者名/発表者名
      小林英津子
    • 学会等名
      広島医工学スクール
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on Forceps-mounted Measurement Device to Estimate Elasticity of Organ2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwamoto, D. Kim, K. Hara, E. Kobayashi, and I. Sakuma
    • 学会等名
      40th the IEEE EMBC(Engineering in Medicine and Biology Society)
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Medical Devices on Forceps-mounted Measurement System2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kamei, Y. Iwamoto, D. Kim, K. Hara, E. Kobayashi and I. Sakuma
    • 学会等名
      40th the IEEE EMBC(Engineering in Medicine and Biology Society)
    • 国際学会
  • [学会発表] Internal Pressure and Stress Changes of Pancreas while being Compressed2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroda, D. Kim, E. Kobayashi, I. Sakuma, and T. Asano
    • 学会等名
      40th the IEEE EMBC(Engineering in Medicine and Biology Society)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Elasticity-Control of Tumor Model using Agar2018

    • 著者名/発表者名
      R. Kobayashi, D. Kim, X. Shan, B.N. Li, E. Kobayashi and I. Sakuma
    • 学会等名
      40th the IEEE EMBC(Engineering in Medicine and Biology Society)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of thin double-arm device for bladder tumor resection2018

    • 著者名/発表者名
      U. Yagyu, E. Kobayashi, K.Nakagawa, Y.Komai, M.Ito, I.Sakuma
    • 学会等名
      he Hamlin Symposium on Medical Robotics 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Pilot study on an autonomous surgical system with the markerless navigation and compact robot for oral and maxillofacial surgery2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Ma, E. Kobayashi, J. Wang, K. Hara, K. Masamune, I. Sakuma
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology and Surgery 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Drilling accuracy evaluation on an autonomous OMS system2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Ma, Kobayashi E., Wang J., Hara K., Masamune K., Sakuma I.
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] ロバスト性の向上を目的とした腹腔鏡下超音波プローブトラッキング手法2018

    • 著者名/発表者名
      馬磊、山岡大輝、落合健太郎、富井直輝、中川桂一、小林英津子、佐久間一郎
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会
  • [学会発表] 低侵襲手術支援ロボット・ナビゲーションシステム2018

    • 著者名/発表者名
      小林英津子
    • 学会等名
      日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会第313回研究会
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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