Intelligent control system for pediatric robotic surgery

修士過程において，手術支援ロボットを用いて医師がより安全かつ迅速な結紮を小児内視鏡手術下で実現するため，術具誘導空間，術具誘導軌道面，術具誘導軌道と呼ばれる三つの支援手法を提案した．これらの支援手法は，バーチャルシミュレータ環境下において手術支援ロボットを用いて小児胸腔モデル内での結紮ルーピング動作を従来手法と同程度の作業時間で安全性を著しく向上させたことを確認できた.しかし，この成果は実験的な環境を想定しており，さらなる作業時間の短縮と作業負荷の軽減，実際の手術のような多種多様な環境に対応できるロボスト性が課題であった.そこで，小児外科領域のデータの少ない様々手術環境下でも再現性の高い良好な治療を実現する手術ロボットシステムの構築を目指して博士課程においては研究を行った．令和３年度の研究計画としては，熟練小児科医の手技のスキルを応用することを目的として，一連の手術動作の理想軌道の定量化とさらなる支援手法の提案を目指した．研究成果としては，東大病院の小児科医師らとの会合を経て，縫合動作に着目してその特徴及び，適切な結紮動作の理解をさらに深めた．さらにその知見を応用することで，所属する研究室にて開発された高精度な小児内視鏡手術のバーチャルシミュレータの情報を統合した新たなる小児外科用ロボット支援システムの着想を得た．これまで考慮していなかった縫合糸の情報を小児内視鏡手術のバーチャルシミュレータから正確に所得し，縫合動作における医師の術具の動かし方とそれに対応した縫合糸の情報を取得することが可能となる．その定量化されたデータから手術動作のスキルを抽出し，手術支援ロボットを用いて医師と協調しながら支援を行うことを目指し，その実装に尽力した．

修士過程において，手術支援ロボットを用いて医師がより安全かつ迅速な結紮を小児内視鏡手術下で実現するため，術具誘導空間，術具誘導軌道面，術具誘導軌道と呼ばれる三つの支援手法を提案した．これらの支援手法は，バーチャルシミュレータ環境下において手術支援ロボットを用いて小児胸腔モデル内での結紮ルーピング動作を従来手法と同程度の作業時間で安全性を著しく向上させたことを確認できた.しかし，この成果は実験的な環境を想定しており，さらなる作業時間の短縮と作業負荷の軽減，実際の手術のような多種多様な環境に対応できるロボスト性が課題であった.そこで，小児外科領域のデータの少ない様々手術環境下でも再現性の高い良好な治療を実現する手術ロボットシステムの構築を目指して博士課程においては研究を行った．令和３年度の研究計画としては，熟練小児科医の手技のスキルを応用することを目的として，一連の手術動作の理想軌道の定量化とさらなる支援手法の提案を目指した．研究成果としては，東大病院の小児科医師らとの会合を経て，縫合動作に着目してその特徴及び，適切な結紮動作の理解をさらに深めた．さらにその知見を応用することで，所属する研究室にて開発された高精度な小児内視鏡手術のバーチャルシミュレータの情報を統合した新たなる小児外科用ロボット支援システムの着想を得た．これまで考慮していなかった縫合糸の情報を小児内視鏡手術のバーチャルシミュレータから正確に所得し，縫合動作における医師の術具の動かし方とそれに対応した縫合糸の情報を取得することが可能となる．その定量化されたデータから手術動作のスキルを抽出し，手術支援ロボットを用いて医師と協調しながら支援を行うことを目指し，その実装に尽力した．