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2016 年度 実施状況報告書

次世代型手術用シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K12873
研究機関京都大学

研究代表者

小川 修  京都大学, 医学研究科, 教授 (90260611)

研究分担者 寺田 直樹  京都大学, 医学研究科, 助教 (60636637) [辞退]
井上 貴博  京都大学, 医学研究科, 准教授 (80511881)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体シュミレーション
研究実績の概要

腹腔鏡下手術における既存のシミュレータは、臓器の挙動の再現性と三次元可視化に重点がおかれており、そもそも安全性の向上に焦点をあてトラブルシューティングを主目的としたシミュレータは現存しなかった。我々は、各臓器の弾力を反映した臓器シミュレータモデルの開発をすべく、まず我々は独自に作成した新規デバイスPressure Measuring Grasper (PMEG)を用い、外科医の加えた外力と臓器の変形との関係のデータ化を目的とした。PMEGの検証実験として、我々は分銅を用いた圧力測定と、既知の硬度であるコイルスプリングを用いた硬度測定を行い、PMEGにて正確に圧力と硬度を測定出来ることを確認した。次に全身麻酔下のブタの生体内にてPMEGを用いた臓器硬度の計測を行った(肝臓、腎臓、脾臓、小腸、大腸、胃、胆嚢、膀胱)。臓器に鉗子等で外力を与えた場合、この外力が大きくなるにつれ臓器は徐々に変形し、ある一定の力で、変化量は一定であった。また大腸や胆嚢など管腔構造の臓器では、外力によって変化量は大きく変化し、緊満させた膀胱では外力を加えても変化量はわずかであった。動物生体内での臓器と外力の関係を測定することに成功し、論文発表した。今後、生体動物の各臓器の硬さや破損限界などを測定しデータバンク化し、これらのデータをシミュレータ上で再現することで、実際の手術に極めて近いクオリティの操作感が得られるものと考えている。現在、術中トラブルを手術画面上に再現できるシステムの構築、また、臓器の圧力・硬度測定デバイスの改良など検討中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

我々は独自に作成した新規デバイスPressure Measuring Grasper (PMEG)を用いることで、ブタの生体内での臓器と外力の関係を測定することに成功し、論文発表を行った。今後、生体動物の各臓器の硬さや破損限界などを測定しデータバンク化することで、これらのデータをシミュレータ上で再現することを検討している。

今後の研究の推進方策

申請時に計画していた内容を概ね遂行する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Development of a Novel Tool for Assessing Deformation and Hardness of Real Organs:Pressure Measuring Grasper(PMEG)2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuro Sawada, Naoto Kume, Junichi Fukuda, Yoshiyuki Matsui, Koji Yoshimura, Osamu Ogawa
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 5 ページ: 68-75

    • DOI

      10.14326/abe.5.68

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ロボット支援下腎部分切除(RALPN)における3Dナビゲーションシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      澤田篤郎 千菊敦士 河野仁  寺田直樹 山崎俊成 小川修 小枝正直 大西克彦 登尾啓史 水篠公範
    • 学会等名
      第30回日本泌尿器内視鏡学会総会
    • 発表場所
      グランフロント大阪北館 コングレコンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-17
  • [学会発表] Development of a new 3D navigation system for Robot-Assisted Partial Nephrectomy2016

    • 著者名/発表者名
      澤田篤郎 千菊敦士 河野仁  寺田直樹 山崎俊成 小川修 小枝正直 大西克彦 登尾啓史 水篠公範
    • 学会等名
      第33回日韓泌尿器科会議
    • 発表場所
      ホテル青森
    • 年月日
      2016-10-08 – 2016-10-08
  • [学会発表] ロボット支援下腎部分切除(RALPN)における3Dナビゲーションシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      千菊敦士 澤田篤郎 河野仁  寺田直樹 山崎俊成 小川修 小枝正直 大西克彦 登尾啓史 水篠公範
    • 学会等名
      第16回日本VR医学会
    • 発表場所
      横浜文化センター
    • 年月日
      2016-09-03 – 2016-09-03

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公開日: 2018-01-16  

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