xR System for Minimal Removal and Maximum Preservation in Robot-Assisted Partial Nephrectomy

xR 系统可在机器人辅助肾部分切除术中实现最小切除和最大保留

• 批准号: 21K03967
• 负责人: 小枝 正直
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03967/
• 关键词: 手術支援システム; xR; ビジュアルオドメトリ; 手術シミュレータ; 熱変性; ロボット支援下腎部分切除; 拡張現実感

2016年4月から，ロボット支援腹腔鏡下腎部分切除術 (Robot Assisted Laparoscopic Partial Nephrectomy: RALPN) が保険適用となり，RALPNが急増した．RALPNに主に使用される手術支援ロボットda Vinciでは，ステレオ内視鏡と6自由度鉗子が利用可能ではあるが，狭い視野での細かい作業となり，個人差はあるが一般的に，対象臓器までの到達，腎動脈の特定，腫瘍の発見，切除ラインの決定等の準備作業に100分程度，阻血・腫瘍切除・縫合・阻血解除に25 分程度の時間が掛かる．また良好な術後回復には，腫瘍を最少で除去し，正常組織を最大限に残存することが最良ではあるが，腫瘍の残存は再発を誘発するため，正常組織も含めて広めに切除するのが一般的である．しかし，この切除領域の決定は医師の経と験勘に依存している場合が多い．一方，血管の塊である腎臓を通常のメスやハサミで切開すれば大量出血してしまうため，通常は電気メスを用いて止血（焼結）しつつ切開される．しかし，その特性上，臓器内部にも電流が流れて，正常組織に不必要な加熱を与えてしまうという欠点があるが，これまでに電気メスによる臓器深部への熱影響や組織損傷の範囲，熱伝導モデルの研究は皆無で未知である．そこで，ビジュアルオドメトリ (VO) 技術と拡張現実感技術を応用した，電気メスの熱影響を考慮した切除領域提示機能を有するxR 手術支援システムを開発する．また，GPUと物理シミュレーションライブラリを積極的に活用した，高いリアリティを有する手術シミュレータを開発し，xR手術支援システムの精度検証を行う．R4年度は主に，点群マッチングによる臓器位置姿勢推定，熱伝導シミュレーションによる熱拡散率推定，ブラー処理によるVOの精度向上に関する研究を行った．

April 2016: Support for laparoscopic partial nephrectomy (Robot Assisted Laparoscopic Partial Nephrectomy: RALPN) is available only when RALPN is available.RALPN is used primarily for surgical support. RALPN is available only when the endoscope is 6 degrees of freedom. RALPN is available only when the endoscope is narrow. RALPN is available only when the endoscope is narrow. RALPN is available only when the endoscope is normal. RALPN is available only when the endoscope is specific to the renal artery. RALPN is available only when the tumor is detected. The preparation time for resection, tumor resection, suture and blood blockage removal is 100 minutes, and the time for blood blockage, tumor resection, suture and blood blockage removal is 25 minutes. Good postoperative recovery, minimal removal of tumor, maximum residual normal tissue, minimal residual tumor, minimal residual tumor. The decision to resect the area depends on the physician's medical knowledge. A side, blood vessel block In terms of its characteristics, the electric current inside the organ is flowing, the normal tissue is not heated unnecessarily, and the electric current is flowing. The thermal influence of the deep organ and the extent of tissue damage are unknown. For example, if you are interested in the development of surgical support systems, you may wish to consider the thermal effects of electrical stimulation and surgical field prompt functions. In addition, GPU and physical systems are actively utilized to develop surgical systems, and xR surgical support is conducted to verify the accuracy of the system. In R4, the main purpose is to estimate the position and orientation of the device in the point cluster, estimate the thermal dispersion rate in the thermal conductivity system, and conduct research on the accuracy of the system in the process.

项目成果

断層画像群から生成したボクセルに基づく手術シミュレータ

基于断层扫描图像生成体素的手术模拟器

• 发表时间: 2023
• 作者: S. Lu;Y. Iwabuchi;and T. Maruyama;久保耕平，江丸貴紀;黒木悠矢，円藤祐太郎，小枝正直，大西克彦，登尾啓史
• 通讯作者: 黒木悠矢，円藤祐太郎，小枝正直，大西克彦，登尾啓史

Surgery support system with VR Interface for robot-assisted laparoscopic partial nephrectomy

带有 VR 接口的机器人辅助腹腔镜肾部分切除术手术支持系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Masanao KOEDA;Akihiro HAMADA;Atsuro SAWADA;Toshihiro MAGARIBUCHI and Osamu OGAWA
• 通讯作者: Toshihiro MAGARIBUCHI and Osamu OGAWA

不要特徴点排除のためのImageInpaintingによる内視鏡カメラ映像内の手術器具除去

使用 ImageInpainting 从内窥镜摄像机图像中去除手术器械，以消除不必要的特征点

• 发表时间: 2021
• 作者: OTAKE Shuhei;MOTOTANI Suguru;DOKI Kae;TORII Akihiro;海原 優斗，小枝 正直
• 通讯作者: 海原 優斗，小枝 正直

3次元非定常熱伝導シミュレーションとサーモグラフィ動画の比較による生体組織の熱拡散率推定

通过比较 3D 非稳态热传导模拟和热成像视频来估计生物组织的热扩散率

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoki Sugiyama;Goragod Pongthanisorn;Shirai Aya and Genci Capi;安江 亮祐，小枝 正直，濵田 彬弘，澤田 篤郎，曲渕 敏博，小川 修
• 通讯作者: 安江 亮祐，小枝 正直，濵田 彬弘，澤田 篤郎，曲渕 敏博，小川 修

"Ice Slush法による腎冷却時の深部温度予測を目的とした熱伝導シミュレーションによる腎実質の熱拡散率推定"

“使用热传导模拟估算肾实质的热扩散率，以使用冰泥法预测肾脏冷却期间的核心温度”

• 发表时间: 2022
• 作者: Masanao Koeda;Naoya Maeda;Akihiro Hamada;Atsuro Sawada;Toshihiro Magaribuchi;Osamu Ogawa;Katsuhiko Onishi and Hiroshi Noborio;海原 優斗，宮本 泰蔵，小枝 正直，澤田 篤郎，曲渕 敏博，小林 恭，大西 克彦，登尾 啓史;安江 亮祐，小枝 正直，曲渕 敏博，澤田 篤郎，小林 恭
• 通讯作者: 安江 亮祐，小枝 正直，曲渕 敏博，澤田 篤郎，小林 恭