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2018 年度 実績報告書

体内に挿入して手術が可能な極小の5本指のマスタスレーブ式ロボットハンドの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H03195
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, 特任准教授 (40584470)

研究分担者 赤星 朋比古  九州大学, 医学研究院, 准教授 (20336019)
大内田 研宙  九州大学, 大学病院, 講師 (20452708)
荒田 純平  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40377586)
橋爪 誠  九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 名誉教授 (90198664)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードロボット / ハンド
研究実績の概要

本研究は、究極的に直感的な腹腔鏡手術用ロボットとして、体内に挿入して手術が可能な極小の5本指のマスタスレーブ式ロボットハンドを開発することを目的としている。最終形としてグローブ型センサによって操縦者の手の動きを体内で再現することが可能な2本のハンドを備え、3D内視鏡を加えたシステムにてドライボックスでの外科結紮を実現することを目標としている。
平成30年度は、先端部が屈曲するロボット3D内視鏡を新たに開発した。直径10mmの6自由度シリアルリンクロボットの先端に、HD画質の小型CMOSカメラを2個配置した。内視鏡は直線状にして腹腔への挿入点を不動点にする制御で実現する方法と、腕のように肩肘関節を設ける方法があるが、本システムは指を駆動するモータの数が多く、前者の場合では体外でロボット本体を振り回すことになりイナーシャが大きくなりすぎるため、後者の方法で実装した。動力伝達は腕部と同じく蛇管ワイヤにより、各関節拮抗駆動とした。カメラ画像は3Dヘッドマウントディスプレイに低レイテンシで表示する。内視鏡のコントロールは、ジョイスティック等も考えられるが、より直感的操作とするため、ヘッドマウントディスプレイに搭載した磁気式位置センサで頭部の動きを検出し、頭部の動きと3D内視鏡の動きが同期するようにした。これにより、過年度に開発した2本のハンドと合わせ、手2本、カメラ1本からなるシステムが完成した。

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

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of a Self-Propelled Colonoscope Robot with a Conical Worm Gear Mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Osawa Keisuke、Nakadate Ryu、Arata Jumpei、Onogi Shinya、Akahoshi Tomohiko、Soejima Yuji、Hashizume Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery

      巻: 21 ページ: 5~11

    • DOI

      https://doi.org/10.5759/jscas.21.5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new robotic-assisted flexible endoscope with single-hand control: endoscopic submucosal dissection in the ex vivo porcine stomach2018

    • 著者名/発表者名
      Iwasa Tsutomu、Nakadate Ryu、Onogi Shinya、Okamoto Yasuharu、Arata Jumpei、Oguri Susumu、Ogino Haruei、Ihara Eikichi、Ohuchida Kenoki、Akahoshi Tomohiko、Ikeda Tetsuo、Ogawa Yoshihiro、Hashizume Makoto
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 32 ページ: 3386~3392

    • DOI

      10.1007/s00464-018-6188-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Colorectal endoscopic submucosal dissection using novel articulating devices: a comparative study in a live porcine model2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Yasuharu、Nakadate Ryu、Nakamura Shotaro、Arata Jumpei、Oguri Susumu、Moriyama Tomohiko、Esaki Motohiro、Iwasa Tsutomu、Ohuchida Kenoki、Akahoshi Tomohiko、Ikeda Tetsuo、Kitazono Takanari、Hashizume Makoto
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 33 ページ: 651~657

    • DOI

      10.1007/s00464-018-6408-5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Objective assessment of robotic suturing skills with a new computerized system: A step forward in the training of robotic surgeons2018

    • 著者名/発表者名
      Busch Caleb、Nakadate Ryu、Uemura Munenori、Obata Satoshi、Jimbo Takahiro、Hashizume Makoto
    • 雑誌名

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1111/ases.12672

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spherical and Non-Spherical Combined Two Degree-of-Freedom Rotational Parallel Mechanism for a Microsurgical Robotic System2018

    • 著者名/発表者名
      Arata Jumpei、Kobayashi Yoshiteru、Nakadate Ryu、Onogi Shinya、Kiguchi Kazuo、Hashizume Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 ページ: 846~854

    • DOI

      https://doi.org/10.20965/jrm.2018.p0846

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Synthetic elastic mechanism for miniaturized neurosurgical robotic forceps2018

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Arata, Yosuke Fujisawa, Ryu Nakadate, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Kazuo Kiguchi, Makoto Hashizume
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology 31th International Congress and Exhibition (CARS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 体内で連続縫合が可能な自動運針器のプロトタイプの開発2018

    • 著者名/発表者名
      中楯龍、小栗晋、荒田純平、小野木真哉、赤星朋比古、副島雄二、橋爪誠
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMEC2018)
  • [学会発表] Mechanism study for miniaturized compliant manipulator for Minimally Invasive Surgery2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kajihara, Ryu Nakadate, Kazuo Kiguchi, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Makoto Hashizume, Jumpei Arata
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference on Computer Aided Surgery (ACCAS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 体深部狭所での運針のためのシングルアクション運針器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍,小栗 晋, 荒田 純平,大澤 啓介, 赤星 朋比古,副島 雄二, 江藤 正俊, 橋爪 誠
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会大会
  • [学会発表] 軟性鏡手術ロボットのex vivo評価2018

    • 著者名/発表者名
      中楯 龍,岩佐 勉, 小野木 真哉, 荒田 純平, 小栗 晋,岡本 康治, 赤星 朋比古,副島 雄二, 江藤 正俊, 橋爪 誠
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会大会

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公開日: 2019-12-27  

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