研究課題
本研究では、医師の経験と勘をロボット動作データに反映させる方法として、患部モデルをもとに低侵襲手術計画から動作データを生成する医用CAD/CAMシステム、術中に手術計画の遂行を促す手術ロボット用ナビゲーションシステム、低侵襲手術を支援する手術ロボットの開発を行う。1.医用CAD/CAMに要求される仕様策定と基本部分の実装具体的アプリケーションとして人工関節置換術を想定し、最小侵襲化のためのロボティック・サージェリ・フローを明確にするとともに、システム構成、機能を策定した。工具と患部周囲組織の干渉回避のための手法を提案するとともに、術中の周囲組織位置を把握し、エンドエフェクタ進入不可領域を表現する方法について提案し、基本的な部分を実装した。また、最適な加工条件を探索するため、種々の加工条件による骨切除を行い、本年度に購入した装置により観察を行った。2.コンパクト型ロボット用要素部品、および、手術ロボットの設計・製作内臓系低侵襲手術支援システムに関しては、医師の要求する機能から仕様を決定し、基本的な部分の設計を行った。また、機械要素部品を軽量化するために、ガイド等の可動部品をアルミ合金の使用と特殊金属の溶射による方法を考案した。深部脳神経外科手術支援ロボットについては、医師の動作を解析し、それを実現する先端軸構成を決定・製作した。マスタマニピュレータの製作においては、ピーク材を用い軽量化を図った。3.最小侵襲手術のためのレジストレーション・システムの開発最小侵襲手術では、低切開のため術中の限られた情報を利用してレジストレーションを遂行する必要がある。このため、座標測定器で直接計測可能なレジストレーション点を臨床学的に選定し、その精度を評価・計算手法を提案した。手の外科手術では、特定の骨のみの直接計測とX線レントゲンによる簡易的な方法により補完的な情報を取得する手法を開発した。
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