2017 Fiscal Year Annual Research Report
Locally operated multi-angle manipulator for accurate surgery
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15K05917
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河合 俊和 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (90460766)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 敦 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (20283731)
中村 達雄 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (70227908)
西澤 祐吏 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (50545001)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ローカル操作 / マニピュレータ / 手術支援ロボット / 操作インタフェース / 単孔式内視鏡下手術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
術具挿入点を一か所にまとめる単孔式内視鏡下手術が行われている．患者にとって整容性に優れる一方，執刀医にとっては従来の内視鏡下手術の課題に加え，術具同士が干渉する狭い視野と作業範囲という新しい課題がある．そこで，滅菌領域にてローカル操作の小型手術ロボットを統合する，患者の状況を把握しやすい安全なロボット支援手術の実現に不可欠な，微細手術支援ローカル操作型マルチアングルマニピュレータの研究を実施した．
単孔から刺入した機構が腹腔内で術野を遮らないことは重要であり，広い視野と作業範囲で動作するため，刺入した他の術具から離れた位置で鉗子の把持と牽引動作が可能となる，2箇所に独立した連結コマ湾曲部を備える外径10mmのワイヤ駆動式フレキシブルマニピュレータを開発した．さらに，機構の占有空間を小さくする，外径8mmおよび5mmのはめあいコマ連結機構を有するマニピュレータを開発した．また，本マニピュレータを腹腔外で保持して姿勢決めする極座標系コンパクトマニピュレータを開発した．
執刀医が両手に術具を持った状態で，上記マニピュレータの直感的な操作が可能となる，手指で操作する手元インタフェースの研究を進めた．ツールマウント型インタフェースの操作には，手指の寸法に応じたスイッチ配置が必要なことから，指先位置モデルに基づくインタフェースを提案した．さらに手術に集中するために，より簡便な操作が必要であり，1本の指での複数の軸操作が求められることから，示指で軸の選択と操作を行うインタフェースを提案した．また，内視鏡映像を画像処理してマニピュレータの操作指標とする手法も検討した．
本研究では以上のとおり，連結コマ機構によるワイヤ駆動式マルチアングルマニピュレータを開発し，手指で操作する操作インタフェースを提案した．医師による模擬手術など評価実験を通して基本性能と限界を明らかにし，改良方策を検討した．
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| Remarks |
大阪工業大学 医療ロボティクス研究室
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