Download - 単孔式手術支援ロボット_ 日本コンピュータ外科学会 _101102
セッションⅠ/ロボット・マニピュレータ1
視野の操作機能を有する単孔式手術支援ロボットの開発
小林洋,伴野裕,関口雄太, 渡辺広樹,藤江正克
早稲田大学
豊田和孝, 小西晃造, 富川盛雅, 家入里志, 田上和夫,橋爪誠
九州大学病院
WasedaUniversity
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目次
背景
- 単孔式手術
目的- 視野の操作
- 双腕マニピュレータ
システム概要
評価試験
- 医師による評価
結言
WasedaUniversity
目次
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背景
- 単孔式手術
- 問題 : 術中の視野変更における制限
システム概要
- 視野の操作機能 と 双腕の術具操作を有するマスター・スレイブ型ロボットシステム
評価試験
まとめ
WasedaUniversity
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単孔式手術
低侵襲な治療を実現する次世代内視鏡手術単孔式手術 (SPS):
• Advantage- 患者の身体的負担を軽減
• Disadvantage- 腹腔鏡下手術よりも手技が困難
(作業スペースが狭小,視野の確保が困難)
WasedaUniversity関連研究 (SPS & NOTES)
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J. Ding et al., Columbia University, ICRA’10
B. Bardou et al., University of Strasbourg, EMBC’09
S.J. Phee et al., Nanyang Technological University, EMBC’09
先端ロボットアームの開発- 既存の軟性内視鏡にロボットアームを付加する構成
- 患者体内において微細な作業を実現
静的な視野・作業領域の変更- 視野の変更は医師がマニュアルで操作することで実現
- 1つの視野で作業が達成できることが要求- ロボットアームが多自由度化,大きな可動範囲
WasedaUniversity
研究目的 & システム概要
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視野の操作機能を有する単孔式手術支援ロボット
術具操作&視野操作のためのマスタースレイブ機能
- 軟性内視鏡の位置決め: 内視鏡マニピュレータ
ジョイスティックによる操作
- 体内の微細な操作: 双腕ロボットアーム
マスタマニピュレータによる操作
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視野の操作機能
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- 6自由度有する内視鏡マニピュレータ: 体内の任意の位置・姿勢に視点・視野を移動可能
- ジョイスティックによる視野変更の操作
:直感的な視野・作業領域の変更
視野の操作機能視野の操作機能
WasedaUniversity
体内の微細な操作
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‐内視鏡と同じ部材に設置 → 手技を実施
- 計4自由度 (片腕)屈曲:2自由度, 術具回転:1自由度, 直動動作:1自由度
- 既存の軟性内視鏡処置具を取付・交換可能切除手技に対応: 鉗子(左腕),電気メス(右腕)
cautery
endoscope
gripper
Yuta Sekiguchi et al., “Development of a Tool Manipulator Driven by a Flexible Shaft for Single Port Endoscopic Surgery”, in 2010 IEEE BioRob
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背景
システム概要
評価試験 (In vitro環境下)
- 医師による評価
結言
WasedaUniversity
評価試験
実験方法
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Return electrode
ChickenWall
- 目的: 切開手技の評価
- セットアップ:鳥の胸肉を金属製の実験台の上に垂直に配置
- 操作者: 医師
WasedaUniversity
結果および考察
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応答性および精度- 精度や応答性は良好
組織に対して垂直に アプローチ‐体内の屈曲2自由度:
大域的な位置把握の難しさ- 内視鏡画像のみ: 体内における位置把握が困難- ナビゲーションシステムの必要性
視野操作と術具操作の操作卓を持ち替える必要性- 持ち替えることなく双方の操作を実現する操作卓の開発
WasedaUniversity
結言
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まとめ
展望- In vivo 環境下における試験
- 操作卓の改善
- ナビゲーションシステムの開発
視野の操作機能を有する単孔式手術支援ロボット- システム概要- in vitro環境下における評価実験