| 研究課題/領域番号 |
23226006
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
光石 衛 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90183110)
|
|---|
| 研究分担者 |
藤原 一夫 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (00346438)
鈴木 昌彦 千葉大学, 学内共同利用施設等, 教授 (10312951)
尾崎 敏文 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (40294459)
中島 義和 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40343256)
森田 明夫 日本医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60302725)
杉田 直彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70372406)
阿部 信寛 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80284115)
原田 香奈子 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80409672)
岩中 督 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90193755)
上田 高志 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90631573)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2011-05-31 – 2016-03-31
|
| キーワード | ロボティクス / 超微細手術 / 軟組織 / 硬組織 / 血管内 |
|---|
| 研究概要 |
（１）軟組織対応ロボット：自由度の拡張による各術野に対応した超微細マニピュレータの構築を行った．脳外科では鼻腔部より脳深部にアプローチし，顕微鏡視野の邪魔にならないロボットシステムの検討を行った．眼科では，眼底膜の剥離が可能な微細鉗子マニピュレータおよび人工モデルを開発し，小児外科では先端に3自由度を有する鉗子を開発した．
（２）硬組織対応ロボット：超精密加工技術による生体適合型切除法の構築を行った．マイクロレベルでの骨加工現象を解明することで，対象組織に適した加工方法，加工ツールを提案した．骨繊維の繊維方向，繊維の大きさが加工表面粗さに影響することが知られており，これが術後の人工関節定着に影響する可能性も指摘されている．術後の人工関節定着を最適とする骨切除法を解明した．
（３）血管内ロボット：ロボットをマイクロレベルまで極小化するには，血流内でのマイクロロボットの挙動の理解が必要となる．流体内でのロボットの挙動には揚力，浮力，重力，磁力，抗力がかかわるため，最適なロボットの大きさ・形状と磁場の設計が必要となる．平成24年度は血流内におけるマイクロ粒子の挙動モデリング及び理論を構築し，流路分岐部における制御の検討を行った．
|
| 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
本研究では，（１）軟組織対応手術ロボット，（２）硬組織対応手術ロボット，（３）血管内治療用マイクロロボットの３つのプラットフォームを並行して開発する．平成24年度に現有のプロトタイプに搭載するマニピュレータの開発を行い，各手術領域に適応可能なシステムに統合した．よって，研究計画通りに進んでいる．
|
| 今後の研究の推進方策 |
（１）軟組織対応ロボット：超微細精密動作を実現する制御アルゴリズムの開発とパラメータの選定を行う．脳外科では，開発した超微細鉗子マニピュレータを用いて，脳深部にて0.3 mmの血管を吻合するための制御を開発する．ロボットには超精密かつ器用な動作の実現が求められる．眼科では直径50μmのピペットを10μmより良い精度で位置決めする制御を実現する．小児外科では先端3自由度のみを用いて血管吻合を行う．小児科特有の狭い体腔内スペースでの器用な動作を実現するアルゴリズムが必須となる．
（２）硬組織対応ロボット：ナノ加工技術と表面改質技術の融合による新デバイスの開発を行う．膝関節・股関節では，靭帯などの重要組織を避けて高精度で骨表面を加工することが治療成績に最も重要であるため，狙った表面粗さを得ることを主目的としたデバイスを開発する．一方で対象とする肩や指の骨は繊細で細く折れやすいため，適切な力で加工可能な極細径デバイスを開発する．
（３）血管内ロボット：マイクロロボットが対象とする血管内治療の例として，脳動脈瘤を想定し，脳動脈瘤モデルを用いた実験系の構築及び外部磁場制御の研究を行う．脳動脈瘤の血管は直径約2mmであるため，ロボットの大きさは1mm以下となる．脳動脈瘤周辺の3次元血管分岐と血流を再現した実験モデルを構築し，その中でのマイクロロボットの挙動を解析する．
|
