CT透視下IVR用針穿刺ロボットにおける半自動穿刺システムの開発

CT透视引导IVR针穿刺机器人半自动穿刺系统的开发

• 批准号: 19K08174
• 负责人: 小牧 稔幸
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K08174/
• 关键词: IVR; CTガイド下針穿刺; 穿刺ロボット; 半自動穿刺; たわみ予測モデル; CT透視ガイド下針穿刺; ロボット; Interventional Radiology; CT透視下針穿刺

我々はCTガイド下針穿刺ロボットを研究開発している。これまでの研究により，術者が本ロボットを遠隔操作することで精度良く標的に穿刺できることを，ファントム試験ならびに動物試験などの非臨床試験で実証している。2018年度にはFirst-in-human臨床試験を実施し、本ロボットは臨床での使用も可能であることを確認した。本ロボットはこれまで、術者が専用のコントローラを操作してロボットのすべての動きを遠隔操作するものであった。そこで本研究では，我々はロボットによる針穿刺を段階的に自動化することを目指した。まず，医師が用手で針穿刺を行う際にどのように軌道修正を行っているのかについてのデータ解析を行い、適切なフィードバックを実施するための指針を得た。また、ロボットを用いた穿刺手技のうち、針先を刺入点へと移動させるターゲティング行程、および狙った標的へ向け針を挿入する穿刺行程において、一部を自動化する半自動化穿刺システムを開発した。さらに，本ロボットにより針穿刺を行っている最中に発生する針のたわみを除去するためのロボット制御アルゴリズムを開発した。針のたわみはロボットアーム先端に取り付けた力センサーにより検出される。はりのたわみ量は片持ち梁としてモデル化され，たわみを最小化するロボットの位置姿勢を求める。これらの計算は、ロボット内部の計算機および操作インタフェースのソフトウェアとして実装されており，ロボットが計算に基づいて動作する。本研究で開発した以上のシステムの有効性や妥当性は、岡山大学病院のIVRセンターにおいてファントム実験を実施することで検証した。

I'm going to use the CT scan to do the needle puncture and open the test. The research on the subject is performed by the surgeon, the operator, the operator, the remote operator, the puncture with excellent precision and target.できることを, ファントムtest験ならびにanimal test験などのnon-clinical test験で実证している. In 2018, the first-in-human clinical trials were carried out, and the clinical use of this hospital was confirmed. This ロボットはこれまで, the operator's が専のコントローラを operationしてロボットのすべての动きを Remote operation するものであった. This research is based on the automation of the needle puncture stage.まず, the doctor uses his hand to puncture the needle and performs a needle puncture.いてのデータANALYSISを行い、 APPROPRIATE なフィードバックを実士するためのPointerを得た.また, ロボットを用いたpiercing hand technique のうち, needle first piercing point へと move させるターゲティング stroke, および sniper The standard needle is inserted into the puncture stroke, and the puncture stroke is automated and semi-automatic. It's the best needle punctureのたわみを出するためのロボットcontrol アルゴリズムを开発した. needle のたわみはロボットアーム apex にpay けた力 センサーにより検出される.はりのたわみquantityは片目ち梁としてモデル化され, たわみをminimize するロボットのposition pose をquest める. Calculation and operation of the computer inside the computerフトウェアとして実装されており, ロボットがcalculate the base づいてaction する. This study is based on the validity and validity of the above-mentioned research, Okayama University HospitalのIVRセンターにおいてファントム実験を実事することで検证した.

项目成果

CT透視ガイド下針穿刺ロボットのCoopeliasimを用いたシミュレータの構築

使用 CT 透视引导针穿刺机器人 Cooperiasim 构建模拟器

• 发表时间: 2020
• 作者: Onishi Ryutarou;Sawaya Reika;Tsuji Keiho;Arihara Narumi;Ohki Akiko;Ueda Junpei;Hata Junichi;Saito Shigeyoshi;梅枝 正典，亀川 哲志，平木 隆夫，松野 隆幸，五福 明夫
• 通讯作者: 梅枝 正典，亀川 哲志，平木 隆夫，松野 隆幸，五福 明夫

医工連携による機器・材料の開発 第16章 CTガイド下針穿刺ロボットの開発

医工合作设备材料开发 第十六章 CT引导穿刺机器人开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Tsujikawa T;Oikawa H;Tasaki T;Hosono N;Tsuyoshi H;Yoshida Y;Yamauchi T;Kimura H;Okazawa H.;亀川哲志，松野隆幸，平木隆夫
• 通讯作者: 亀川哲志，松野隆幸，平木隆夫

Measurement of Needle Trajectory Correction in Doctor’s Procedure for Automation of CT-guided Needle Insertion Robot

CT引导进针机器人自动化医生手术中针轨迹修正的测量

• DOI: 10.5759/jscas.22.14
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery
• 作者: 亀川 哲志;高山 和真;松野 隆幸;平木 隆夫;櫻井 淳;小牧 稔幸;松浦 龍太郎;佐々木 崇了;五福 明夫
• 通讯作者: 五福 明夫

CT画像内の穿刺針のディープラーニングによる検出と姿勢決定アルゴリズム

CT图像中穿刺针深度学习检测及姿态判定算法

• 发表时间: 2021
• 作者: Ichihashi S;Tamura Y;Maeda S;Kichikawa K;眞弓虎太郎 ，松野隆幸，亀川哲志，平木隆夫，戸田雄一郎，見浪護
• 通讯作者: 眞弓虎太郎 ，松野隆幸，亀川哲志，平木隆夫，戸田雄一郎，見浪護

CT透視ガイド下針穿刺ロボットの半自動化のためのシステム構築

CT透视引导穿刺机器人半自动化系统构建

• 发表时间: 2019
• 作者: Takahashi Yusuke;Kioka Hidetaka;Fukuhara Shinichiro;Kuribayashi Sohei;Saito Shigeyoshi;Asano Yoshihiro;Takashima Seiji;Yoshioka Yoshichika;Sakata Yasushi;田村明生;斎藤 奎介，亀川 哲志，松野 隆幸，平木 隆夫，五福 明夫
• 通讯作者: 斎藤 奎介，亀川 哲志，松野 隆幸，平木 隆夫，五福 明夫