血管内治療戦略の評価を目的とした精密人体ロボットシミュレータの構築と制御

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206027
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 福田 敏男 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70156785)
• 研究分担者: 新井 史人 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90221051) ; 根来 眞 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (90115618)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: メディカルロボットシステム / 血管内手術 / 手術シミュレータ / テーラーメイド医療 / ラピッドプロトタイピング / マイクロ3次元加工 / 光弾性計測 / 拡張現実感技術

研究概要

本研究では, (1)血管内治療に係る医療技術, 知見および医療機器の高度な評価を可能にする手術シミュレータを構築し, (2)得られたシミュレータを用いて, 上記の評価を行なった. 本研究により, 動静脈・毛細血管に至る全身の血管領域と拍動血流および術中に使用されるX 線透視映像を再現し, かつ医療行為が身体に及ぼす影響(血管に加わった応力等)の定量的を評価とする手術シミュレータを実現した. また技術の応用により, テーラーメイドの人工血管足場を実現し, 本シミュレータを用いた評価を実施した.

研究成果

• [雑誌論文] 脳血管内手術シミュレーションのための個別型脳血管立体モデル : 第3報, 光弾性法による血管壁面応力の模擬術中計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田誠一, 岡田雄太, 福田敏男, 新井史人, 根来眞, 高橋郁夫
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 74(743) ページ: 1914-1919
• [雑誌論文] Motoharu Hayakawa, and Ikuo Takahashi. Patient-Specific IVR Endovascular Simulator with Augmented Reality for Medical Training and Robot Evaluation (2008)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Ikeda, Carlos Tercero, Toshio Fukuda, Yuta Okada, Fumihito Arai, Makoto Negoro
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol. 20 No. 3(Peer Reviewed) ページ: 441-448
• [雑誌論文] Robot Manipulation and Guidance using Magnetic Motion Capture Sensor and Software Maps (2008)
  • 著者名/発表者名: Carlos Tercero, Seiichi Ikeda, Toshio Fukuda, Kosuke Sekiyama, Yuta Okada, Tomomi Uchiyama, Makoto Negoro, Ikuo Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.20 no.1(Peer Reviewed) ページ: 151-158
• [雑誌論文] Development biodegradable scaffolds based on patient-specific arterial configuration (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Uchida, Seiichi Ikeda, Hiroyuki Oura, Mika Tada, Takuma Nakano, Toshio Fukuda, Takehisa Matsuda, Fumihito Arai
  • 雑誌名: Journal of Biotechnology Issue 2, 20(Peer Reviewed) ページ: 213-218
• [雑誌論文] Numerical evaluation method for catheter prototypes using photo-elastic stress analysis on patient-specific vascular model (2007)
  • 著者名/発表者名: Carlos Tercero, Yuta Okada, Seiichi Ikeda, Toshio Fukuda, Kosuke Sekiyama, Makota Negoro, Ikuo Takahashi
  • 雑誌名: International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery Vol.3 : 4(Peer Reviewed) ページ: 349-354
• [雑誌論文] Autonomous catheter insertion system using magnetic motion capture sensor for endovascular surgery (2007)
  • 著者名/発表者名: Carlos Tercero, Seiichi Ikeda, Tomomi Uchiyama, Toshio Fukuda, Fumihito Arai, Yuta Okada, Y Ono, R Hattori, T Yamamoto, Makoto Negoro, Ikuo Takahashi
  • 雑誌名: International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery Vol. 3 No. 1(Peer Reviewed) ページ: 52-58
• [雑誌論文] Fabrication of Cell-Adhesion Surface and Arteriole Model by Photolithography (2007)
  • 著者名/発表者名: F. Arai, T. Nakano, M. Tada, Yu-Ching Lin, S. Ikeda, T. Uchida, H. Oura, T. Fukuda, T. Matsuda, M. Negoro
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 17-5(Peer Reviewed) ページ: 535-543
• [雑誌論文] Ikuo Takahashi. Patient-Tailored Cerebral Arterial Model for Simulating Neurovascular Intervention (2nd Report, In Vitro Reproduction of Membranous Vascular Structure Accompanied with Elastic Deformation) (2006)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Ikeda, Fumihito Arai, Toshio Fukuda, Makoto Negoro, Keiko Irie
  • 雑誌名: Transactions of the Japanese Society of Mechanical Engineers, Series C Vol.72, No.720(Peer Reviewed) ページ: 261-267
• [学会発表] Fabrication of Transparent Arteriole Membrane Models.Proc. Of the Int'l Symp (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuma Nakano, Keisuke Yoshida, Seiichi Ikeda**, Hiroyuki Oura, Toshio Fukuda, Takehisa Matsuda, Makoto Negoro and Fumihito Arai
  • 学会等名: on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20081106-09
• [学会発表] Ikuo Takahashi. Photoelastic Stress Analysis on Patient-Specific Anatomical Model of Cerebral Artery by Reflection Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Motoki Matsushima, Yuta Okada, Seiichi Ikeda,Toshio Fukuda, Fumihito Arai, Makoto Negoro
  • 学会等名: Proc. Of the Int'l Symp. On Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20081106-09
• [学会発表] 生体血管の力学的特性を有する人工血管足場の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大浦裕就, 池田誠一, カルロステルセロ, 中野琢磨, 新井史人, 根来真, 松田武久, 福田敏男
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] カルロステルセロ.患者個人情報に基づく脳血管立体モデルを用いた反射法による光弾性応力解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田雄太, 池田誠一, 松島幹, 福田敏男, 新井史人, 根来真, 高橋郁夫
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] 磁性果糖ビーズの自己組織化を利用した多孔質生分解性足場の造形 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田智之, 大浦裕就, 池田誠一, 中野琢磨, 新井史人, 根来真, 松田武久, 福田敏男
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] カルロステルセロ.反射法による患者個人対応型立体血管モデルの光弾性応力解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田雄太, 池田誠一, 福田敏男, 新井史人, 根来真, 高橋郁夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] 孔密度の傾斜を有する多層構造の人工血管足場開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大浦裕就, 内田智之, 池田誠一, 中野琢磨, 新井史人, 根来真, 松田武久, 福田敏男
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] Photoelastic Stress Analysis on Patient-Specific Anatomical Model of Cerebral Artery (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuta Okada, Seiichi Ikeda, Toshio Fukuda, Fumihito Arai, Makoto Negoro Ikuo Takahashi, Carlos Tercero
  • 学会等名: Proc. of the International Symp. On Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20071111-14
• [学会発表] Patient-Specific Blood Vessel Scaffold for Regenerative Medicine. Proc (2007)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Ikeda, Fumihito Arai, Toshio Fukuda, Hiroyuki Oura, Makoto Negoro
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Roma, Italy
  • 年月日: 20070410-14
• [学会発表] Development of biodegradable scaffolds by leaching self-assembled magnetic sugar particles (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Uchida, Hiroyuki Oura, Seiichi Ikeda, Takuma Nakano, Fumihito Arai, Makoto Negoro, Takehisa Matsuda, Toshio Fukuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Roma, Italy
  • 年月日: 20070410-14
• [備考]
  • URL: http://www.robo.mein.nagoya-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.fujita-hu.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.fain-biomedical.com2
• [産業財産権] 多層多孔足場及びその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 内田智之, 福田敏男, 大浦裕就, 池田誠一
  • 権利者名: 内田智之, 福田敏男, 大浦裕就, 池田誠一, 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許 特願2007-318906
  • 出願年月日: 2007-11-11
• [産業財産権] 多孔質足場 (2007)
  • 発明者名: 大浦裕就, 福田敏男, 内田智之, 池田誠一
  • 権利者名: 大浦裕就, 福田敏男, 内田智之, 池田誠一, 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許 特願2007-318907
  • 出願年月日: 2007-11-11