| 研究課題/領域番号 |
17K13035
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
澤田 篤郎 京都大学, 医学研究科, 助教 (10784796)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 3Dナビゲーションシステム / ロボット支援下腎部分切除術 / SLAM |
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| 研究実績の概要 |
ロボット支援下手術は低侵襲でありながら機能温存を可能とする手術方法として急速に広まっている。その代表的手術であるロボット支援下腎部分切除術（RALPN）においても高解像度の3D映像と自由度の高い鉗子により非常に質の高い手術が可能となっている。しかし、腫瘍が小さい場合や埋没型症例では正確な腫瘍位置の同定が困難なためロボット支援下でも難易度は高い。そこでより高精度でより安全な手術を実現させるための術中ナビゲーションシステムの開発を目的とし、まずは術中映像に３Ｄモデルをリアルタイムに２D画像に投影する技術を先行自主研究として開発してきた。本研究ではこれをさらに発展させ、３Ｄ内視鏡画像上での３Ｄモデルの投影、内視鏡画像に３Ｄモデルを自動重畳および自動追従するシステムの開発、臓器の変形に対応する変形モデルの開発を行ってきた。
本年度はプロトタイプのナビゲーションシステムを実際のロボット支援下腎部分切除術の術中に使用し、3Dモデルを術野映像に投影・重畳させた。自動重畳、自動追従の精度の向上のため、我々はSLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術を応用することとした。これは術野の映像から無作為に多数の特徴点を抽出し、これらの点がどのように動いたかを分析することでカメラの位置や向きの変化を認識させるものである。腎臓の変形モデルに関しては、腎腫瘍を切除する際のマージンの大きさによる切除断面の変化を表現する腎臓３Ｄ変形モデルの作成に成功した。
必要な個々の技術レベルはほぼ目標レベルに到達しており、今後はこれらの技術を集約し、新型手術用ロボットであるda Vinci Xi Surgical systemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。
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| 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
実際のロボット支援下腎部分切除術の術中にプロトタイプのナビゲーションシステムを使用し、3Dモデルを術野映像に投影・重畳させた。自動重畳、自動追従の精度の向上のため、SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術を応用した。また、腎臓の変形モデルに関しては、腎腫瘍を切除する際のマージンの大きさによる切除断面の変化を表現する腎臓３Ｄ変形モデルの作成に成功した。今後はこれらの技術を集約し、新型手術用ロボットであるda Vinci Xi Surgical systemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。
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| 今後の研究の推進方策 |
SLAMに関しては、新型ロボットであるda Vinci Surgical system Xiへのナビゲーションシステムの実装と、その後にリアルタイムな手術画像への応用することを予定している。３Dモデル変形モデルの技術と合わせ、今後これらの技術を組み合わせたナビゲーション精度の向上へ組みんでいく。
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