2016 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of i-WaFLES - Innovative Endoscopic Surgery with advanced surgical infomatics
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15H03029
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中村 亮一 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (30366356)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五十嵐 辰男 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (70302544)
川平 洋 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (90447285)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 手術ロボット / 水中手術 / 腹腔鏡下手術 / 運動補償 / 医用画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，治療部位への精密誘導治療を行う「軟組織に対応したリアルタイムナビゲーション技術」と，外科的手技における組織臓器へのダメージを低減する革新的な内視鏡下手術「水中手術 “WaFLES”」の技術を統合的に研究開発し，「効用の最大化と副作用の最小化」を実現した次世代の超低侵襲精密外科医療技術を開発する．具体的には①術前・術中診断画像を用いた画像誘導，②精緻な誘導と制御を補助するための臓器運動計測と補償，③温度治療の精密制御，④作業工程・環境の可視化・分析と最適化の技術開発と実装を実施する．
平成28年度においては，内視鏡映像により計測した実時間臓器運動に基づく2次元臓器運動モデルを用いた運動予測による運動補償法の改良を進めると共にWaFLES下での手術手技を行うロボットシステムの構築を行った．開発システムとして今年度はWaFLES環境でのレーザ焼灼について組織学的な検討を行ないつつ，精密自動処置の対象と有用性をさらに明確にしながら画像誘導下WaFLESレーザ手術ロボットの構築を開始すると共に，内視鏡下での「自動縫合運針」ロボットの可能性について研究を進めた．今年度実績として，①WaFLES環境下で呼吸動あるいは水流により揺動する臓器の運動を補償しつつ外科縫合用糸針を正確に運針するWaFLES支援自動縫合システムの開発を行った．運動補償精度として誤差0.20±0.11mmを達成した．また②腹腔内で灌流環境下に平面内揺動する物体に対し誤差1.15mm程度での正確なレーザ照射が可能なWaFLESレーザ手術ロボットの基礎開発を達成した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
WaFLES環境下での情報誘導精密手術を達成するロボットシステム開発は順調に進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
WaFLES環境下を模擬するシミュレータファントムの構築を通じ，WaFLES実験環境下での自動縫合・自動レーザ処理の有用性評価を進める．また現在臓器の3次元的な運動への対応が果たされていない課題について検討を進め，2次元計測・制御システムの改良による3次元対応もしくは3次元制御システム開発を実施する．
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