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脳の力学シミュレータの構築と手術時の力覚・触覚呈示システムの開発

脑力学模拟器的构建及手术中力/触觉呈现系统的开发

基本信息

批准号：
15656065
负责人：
内山勝
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ロボット技術を利用した新しい力覚・触覚提示デバイスと、生体力学や医学における研究成果とをバーチャルリアリティ技術を介して融合させ、その手術操作がたいへん困難とされる脳手術における力覚・触覚情報を提示可能な、脳の力学シミュレータと手術操作感覚提示デバイスを基にした手術シミュレータシステムの開発を目的とした。平成17年度は、若手医師のトレーニングや術前の手術計画の際に利用可能な手術シミュレータシステムの開発を目指し、平成16年度までに行ってきた、脳の力学シミュレータの構築、脳の手術操作における力覚・触覚の提示機能をさらに改善した。特に、手術器械の持ち手を力覚・触覚デバイスと組み合わせ、操作感覚を十分に提示可能なデバイスの設計・開発と、脳のモデルの詳細化、干渉・変形モデルの再現性の向上に注力した。前者では、脳べらおよびマイクロ剪刀の手術操作を提示可能な新型デバイスを開発できた。後者では、線形有限要素モデルとニュートンの運動方程式による干渉モデルを利用することで、実時間での生体組織のシミュレーションが可能な力学シミュレータを構築できた。本年度までの研究結果により、脳の仮想手術シミュレータの基本的なシステム開発が完了した。しかし、生体組織の非線形モデルの導入や、微小な力を提示するデバイスの実現といった課題点が残った。今後、さらに取り組みを進め、仮想手術シミュレータによる脳の手術操作実験を実施しなければならない。

This study is aimed at exploring the use of new technologies in the field of biotechnology and medicine. The mechanical and surgical operation of the system is based on the development of the system. In 2017, we focused on the development of possible surgical systems for doctors to review and plan preoperative surgical plans. In 2016, we improved the mechanical structure of the system and the force and touch prompt function during surgical operations. In particular, the surgical instrument's hand force, touch, assembly, and operation feel are highly suggestive of the possibility of designing, developing, and detailing the surgical instrument's shape. The former is a new type of scissors. The equation of motion of the linear finite element model can be constructed by using the finite element model and the finite element model. This year's research results show that the development of basic systems for the treatment of diseases and diseases has been completed. The introduction of non-linear tissue, micro-force, and the realization of the problem point are incomplete. In the future, we will continue to carry out surgical procedures.