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Study on mechanism and system of ultra-fine minimally-invasive surgical robots

超精细微创手术机器人机构与系统研究

基本信息

批准号：
21K03968
负责人：
神野誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kokushikan 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-21K03968/
关键词：
手術支援ロボット超微細低侵襲手術機構システム

项目摘要

報告者が進めている2自由度湾曲機構は、上下面に円筒面を有するディスクを積層させた構造で小型・細径化に適しており、太さφ1mm以下を実現している。2022年度は、2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタについて組み立てを考慮したブラシュアップを行い、先端機構の基本構成について完成度を高めた。さらにエンドエフェクタを含む先端機構の保持・位置決め方法のコンセプトを検討した。対象領域によって術部・患部までの経路環境が大きく異なるが、超微細低侵襲手術支援ロボットのアプリケーションの第１候補としてアプローチが比較的容易な体表面に近い部位を対象とすることとし、眼科手術を代表的な対象手術領域とした。眼科手術を対象とした場合、エンドエフェクタを患部へアプローチするための機構の実現方法としては、RCM(Remote center of motion )機構、多関節アーム機構が考えられる。多関節アーム機構については、報告者が過去に開発した遠隔操作型腹腔鏡下手術支援ロボットシステムを、超微細低侵襲手術支援ロボットの遠隔操作のフィージビリティスタディとして活用した。2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタを遠隔操作型腹腔鏡下手術支援ロボットに装着するために、多関節ロボット先端部に駆動ユニット（3モータ駆動）と、着脱可能な作業ユニット（2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタ）を新たに試作した。また、2自由度湾曲先端機構およびエンドエフェクタの操作が可能な操作インタフェースユニットを新たに考案し、設計・試作を行い、上記システムに実装した。さらに、眼科モデルを用い、一連の手技を想定した操作方法を考慮し、眼球内でエンドエフェクタを任意の位置と姿勢への誘導が可能であることを確認した。これにより、遠隔操作型超微細低侵襲手術支援ロボットが実現可能であることを示すことができた。

The reporter has advanced to 2 degrees of freedom, and the bending mechanism has a cylindrical surface on the upper and lower surfaces. The laminated structure is small and thin, and the diameter is less than 1 mm. In 2022, the basic composition of the 2-DOF curved tip mechanism is considered to be complete. This paper discusses the maintenance and position determination method of the top mechanism. The first candidate for the ultra-fine low-invasive surgery support is the target surgery field represented by the surgery department and the affected part. Ophthalmic surgery for imaging purposes, surgical procedures, Remote center of motion (RCM) mechanisms, multi-joint mechanisms Multi-joint mechanism, reporter, remote operation laparoscopic surgery support, ultra-fine low-invasive surgery support, remote operation laparoscopic surgery support 2 degrees of freedom curved tip mechanism remote operation type laparoscopic surgery support device installation, multi-joint curved tip part movement (3 degrees of freedom movement), detachment possible operation device (2 degrees of freedom curved tip mechanism) new trial 2 degrees of freedom, bending mechanism, operation, possible operation, design, trial operation, installation In addition, eye surgery can be used to determine the operation method of a series of hand skills, and the induction of any position and posture in the eyeball can be confirmed The remote operation type ultra-fine low-invasive surgery support can be realized.