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2017 年度 実績報告書

高度情報誘導・分析法を応用した次世代内視鏡下手術i-WaFLESの創成と確立

研究課題

研究課題/領域番号 15H03029
研究機関千葉大学

研究代表者

中村 亮一  千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (30366356)

研究分担者 五十嵐 辰男  千葉大学, フロンティア医工学センター, 特任教授 (70302544)
川平 洋  千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (90447285)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード手術ロボット / 水中手術 / 腹腔鏡下手術 / 運動補償 / 医用画像処理
研究実績の概要

本研究では,治療部位への精密誘導治療を行う「軟組織に対応したリアルタイムナビゲーション技術」と,外科的手技における組織臓器へのダメージを低減する革新的な内視鏡下手術「水中手術 “WaFLES”」の技術を統合的に研究開発し,「効用の最大化と副作用の最小化」を実現した次世代の超低侵襲精密外科医療技術を開発する.具体的には①術前・術中診断画像を用いた画像誘導,②精緻な誘導と制御を補助するための臓器運動計測と補償,③温度治療の精密制御,④作業工程・環境の可視化・分析と最適化の技術開発と実装を実施する.
平成29年度においては,昨年度に引き続き内視鏡映像により計測した実時間運動計測に基づく運動補償型手術ロボットシステムの構築を行った.開発システムとして昨年度開発を開始した画像誘導下WaFLESレーザ手術ロボットと内視鏡下での「自動縫合運針」ロボットの要素技術開発をさらに進めた.今年度実績として,①-1:昨年度開発したWaFLES環境下で揺動する臓器の運動を補償しつつ外科縫合用糸針を正確に運針するWaFLES支援自動縫合システムにおいて,臓器運動に加え縫合針を自動画像抽出しその位置を実時間で同定する手法の開発を行った.動物実験において99%の映像フレームにおいて適切に針の中心位置を捉え,その計算時間は約17ms程度であった.①-2:Guided Filterを用いた非線形スケールスペースによるWaFLES腹腔内臓器局所特徴量検出アルゴリズムを提案し実装した.②:通常の腹腔鏡手術トロカールを介して腹腔内にプローブを導入し位置制御を行うためのピボッド駆動が可能な平面平行リンク式WaFLESレーザ手術ロボットの機構開発を行った.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] レーザ技術を用いた低侵襲手術ロボット2017

    • 著者名/発表者名
      中村亮一
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 36 ページ: 68-71

  • [雑誌論文] 手術ナビゲーション2017

    • 著者名/発表者名
      中村亮一,五十嵐辰男
    • 雑誌名

      腎臓内科・泌尿器科

      巻: 5 ページ: 518-523

  • [学会発表] Intuitive Visualization and Optimization of Surgery based on Anatomy and Workflow information inside OR: New Strategy on Image-guided Surgery2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Informatics and BioMedical Science 2017 (ICIIBMS2017),
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工腹水灌流下ミニマム創内視鏡下手術における体腔外設置型水槽の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松永佳久、石井琢郎、中村亮一、五十嵐辰男
    • 学会等名
      第30回日本内視鏡外科学会総会
  • [学会発表] 水中手術(WaFLES)における組織変形追従のための局所特徴量抽出アルゴリズムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      Mika Kontto,中村亮一
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 等張液灌流式腹腔鏡下手術における体腔外設置型水槽の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松永佳久,五十嵐辰男,中村亮一
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 安全なロボット手術のための弾性リトラクタを用いた臓器圧排力計測手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      林亮太、中村亮一
    • 学会等名
      第30回日本内視鏡外科学会総会
  • [学会発表] Development of a laparoscopic training system with quantitative skill assessment and learning support module2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yamaguchi, Ryoichi Nakamura
    • 学会等名
      The 13th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS2017)
  • [学会発表] Quantitative evaluation of endoscopic intestinal suture training using time series process analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Seiya Aoki, Naoki Fukatsu, Tomoko Yamaguchi, Munenori Uemura, Makoto Hashizume, Ryoichi Nakamura
    • 学会等名
      The 13th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS2017)
  • [図書] ガスレス・シングルポート泌尿器手術 基礎・上級編2018

    • 著者名/発表者名
      五十嵐辰男,納谷幸男,中村亮一
    • 総ページ数
      219
    • 出版者
      医学図書出版
    • ISBN
      9784865172560
  • [図書] テクノロジー・ロードマップ2018-2027 全産業編2017

    • 著者名/発表者名
      中村亮一
    • 総ページ数
      574
    • 出版者
      日経BP社
    • ISBN
      9784822258627
  • [備考] 画像誘導によるレーザ手術ロボットシステム

    • URL

      http://www.cfme.chiba-u.jp/~nakamura/surg_dev3.html

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公開日: 2018-12-17  

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