眼科手術支援ロボットの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

眼科顕微鏡下手術には、非常に緻密な動作および高度な技術の習得が不可欠であるが、多くの臨床医にとってその習得は容易ではなく、熟練した医師のみが行うことができる手術が多く存在する。そのため、医療の地域格差等の問題が生じているが、標準的な医師が、熟練した医師のレベル、あるいはそれ以上のレベルで手術を遂行できる手術ロボットが実現可能となれば、多くの患者に高度な医療を提供し、医療の地域格差を是正することが可能となると考えられる。そこで、マニュアルによる手術精度を上回る動作精度5μmを目標に眼科手術支援ロボットの開発を行った。医師がマスタ・マニピュレータを操ることで、実際に手術を行うスレーブ・マニピュレータに位置・角度情報を伝送して操作し、スレーブ・マニピュレータの移動距離をマスタ・マニピュレータの操作量の何分の一かに縮小して制御することで、手振れの影響をなくすなどして精度の高い微細な手術を実現するものである。今回、高精度・小型・軽量なロボットの開発を行うにあたり、ロボットの小型・軽量化を図るため、複合材(CFRP)を使用した直動/曲率ガイドを開発した。さらに、患部に接触して手術を行う微動部、最適な初期位置へ容易に移動できる3自由度有する粗動部を製作した。また、眼科手術で用いる術具や動作に適した眼科用のマスタ・マニピュレータを開発した。製作にあたっては、眼科における手技を工学的に解析し、既に習熟した動作と類似した動作で操作できるに直感的なインターフェースを設計した。このように試作したロボットの性能評価には、豚眼を用いた。手技をデータベース化するソフトウェアの開発も並行して行い、複数の医師の技量/経験を比較することで、眼科手術における暗黙知の明示化を試みた。また、得られた知見をマスタ・マニピュレータの操作支援に活用する実験を行い、その有用性を評価した。