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2011 年度 実施状況報告書

手技のオートメーション化を目指した内視鏡ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500573
研究機関産業医科大学

研究代表者

久米 恵一郎  産業医科大学, 医学部, 准教授 (20320351)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード軟性内視鏡ロボット / 遠隔操作 / オートメーション化
研究概要

平成23年度は、内視鏡ロボット2号機の開発が目的である。2号機では、1号機で問題点となった以下の3点を解決した。(1)1号機では、駆動系を内視鏡スコープに直付けしたため緊急時に取り外して従来の用手的操作を可能にする安全機構がなかった。そこで、着脱可能な仕組みを搭載した。(2)内視鏡スコープの上下左右のアングルノブは±180度の回転制限があるが、1号機ではステッピングモータの回転角度の設定が不可能であり、モータのトルクにも制限をかけられなかったため、両者の解決のためトルクリミット機構を導入した。(3)1号機では内視鏡スコープの挿入部をカーテンレール式の構造で支えてため一定の反力を超えると撓みが出現し挿入トルクが先端に伝わりにくくなっていた。そこで、カーテンレール式から大口径のロッドアンテナを特注し、内視鏡スコープを内空に通して撓みの問題を解決した。これにより、挿入時間が10分程度(現在データ集積中)に短縮した。操作装置は、1号機と共有した。ここまでの実績は、最終頁添付の如く新聞報道(日経産業新聞2011.11.22)された。 次年度の計画を先行して、処置具を操作する2軸のオプションユニットを開発した。処置具を操作する2軸のオプションユニットは、汎用の軟性内視鏡に付属する1チャンネルの処置具挿入口より挿入して操作する鉗子(処置具)を2軸で遠隔操作するためのユニットで、ステッピングモータによりローラを駆動して鉗子の挿脱を行い、先端のナイフの刃長のコントロールをソレノイドで可能にした。具体的には、早期消化官癌の内視鏡治療であるESD(endoscopic submucosal dissection)で使用する汎用電気メス「ITナイフ」のコントロールを遠隔操作で実現した。

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

2号機は、マイコン制御の予定であったが、シーケンサー制御となった。それ以外は、当初の計画を達成した。

今後の研究の推進方策

EMR/ESDでは複数の処置具を使用するので、多数のチャンネルの付属した先端キャップを製作する(各種手技により各々専用のキャップを製作)。各処置具は、チャンネルよりの出し入れで1軸、先端部の出し入れ・開閉に1軸、薬剤穿刺針に関してはシリンジによる薬剤注入に1軸、即ちひとつの処置具当たり2-3軸のリニアアクチュエーターにより稼働させるシステムを設計・製作し(上左図では計9軸必要)、各々の処置具の可動範囲を想定したマイコン制御系を設計・製作及びそれらの制御スイッチを遠隔操作パネルに配置する。また、研究代表者が開発したEMRデバイス:Internally retained snare (IRS) hood(Kume K, et al. Endoscopy. 40(5), 280-283, 2008)及び上中央・右図に示すESDデバイス:Wiper-knife(Kume K, et al. Endoscopy 39(S1) E144, 2007)は、本ロボットに有用と考えており各々2軸を用いてシステム化する。 上記デバイスを用いて、遠隔操作パネルにて手動操作によるEMR/ESD(各々2-3種)を実施する。自動化を前提に各操作が淀みなくできるよう各種調節する。また、このシステムの操作をさらに容易化・安定化できるデバイスあれば、新規の開発や想定外の既存のデバイスも上記2.の過程を取り入れて製作する。

次年度の研究費の使用計画

モータ・アクチュエータ・センサー等の消耗品が、中心となる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The Endoscopic Operation Robot (EOR)2011

    • 著者名/発表者名
      Kume K.
    • 雑誌名

      World J Gastrointest Endosc.

      巻: 3 ページ: 145-150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EUS study for esophageal varices after EVL.2011

    • 著者名/発表者名
      Kume K, Yamasaki M, Watanabe T, et al.
    • 雑誌名

      Hepato-Gastroenterol.

      巻: 58 ページ: 798-801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crohn’s disease on haemodialysis.2011

    • 著者名/発表者名
      Kume K, Yamasaki M, Yoshikawa I.
    • 雑誌名

      Colorectal Dis.

      巻: 13 ページ: 341

    • 査読あり
  • [学会発表] 挿入技術の平準化を目指した大腸内視鏡ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      久米恵一郎、黒木猛、新貝雅文、杉原崇洋、稲川直裕
    • 学会等名
      ロボット産業マッチングフェア北九州
    • 発表場所
      西日本総合展示場( 北九州市)
    • 年月日
      2011年6月23-25日
  • [学会発表] 挿入技術の平準化を目指した大腸内視鏡ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      久米恵一郎、黒木猛、新貝雅文、杉原崇洋、稲川直裕
    • 学会等名
      2011国際ロボット展
    • 発表場所
      東京ビックサイト( 東京)
    • 年月日
      2011年11月9-12日
  • [学会発表] 被検者の苦痛の軽減を目指した大腸内視鏡挿入操作支援ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      久米恵一郎
    • 学会等名
      科学技術振興機構医学部合同新技術説明会
    • 発表場所
      科学技術振興機構JSTホール( 東京)
    • 年月日
      2011年11月18日
  • [学会発表] 軟性内視鏡完全遠隔操作ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      久米恵一郎、原田大
    • 学会等名
      第93回日本消化器内視鏡学会総会
    • 発表場所
      マリンメッセ福岡( 福岡市)
    • 年月日
      2011年10月20-23日
  • [図書] New Techniques in Gastrointestinal Endoscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Kume K.
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      In Tech

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公開日: 2013-07-10  

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