Development of robotic endoscopy system that realizes minimally invasive therapy for digestive cancer

开发机器人内窥镜系统，实现消化道癌症微创治疗

• 批准号: 17200035
• 负责人: HASHIZUME Makoto
• 金额: $ 30.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17200035/
• 关键词: 内視鏡治療; ロボット手術; 消化器癌; 電気デバイス・機器; 電子工学; 電子デバイス・機器

本研究の目的は半自律型駆動機構と微細マニピュレーション機能を備える内視鏡ロボットの開発および実用化を行うことであり、多関節制御アルゴリズムを用いた内視鏡ロボット駆動部の開発、ロボットシステムの画像誘導・安全機構の開発、多自由度マイクロマニピュレーション装置の開発のサブテーマに沿って研究を推進してきた。平成19年度までに軟素材フィンの螺旋形状のねじ方向が逆になっている2つのユニットを前後に結合し, 互いに逆方向に回転することで推進する内視鏡ロボットを開発し, ブタ大腸直線部の走行に成功した. しかし,(1)湾曲部で走行できない,(2)腸径>フィン径で空転する,(3)腸<フィン径で腸がねじれる, という問題があったため, 平成20年度は.湾曲部を走行可能なフレキシブル機構, および腸径に合わせてフィン径を変えられる機構を有する新しい内視鏡ロボットを開発した. まず, フレキシブル機構としては, ユニットを先端部, 前部, モータ部, コネクタ部の4つに分割し, ユニット間をユニバーサルジョイントで接続した. そして, フィンの素材をシリコンから伸縮性に優れたセプトンに変更し, ユニット間が蛇腹状になるよう被せた結果, 死んだブタ大腸の湾曲部の走行に成功した. また, フィン径可変機構としては, 先端から2番目と3番目のユニット(前部・モータ部)のフィンの内側にバルーンを付加し, それぞれ独立に空気を送入・排出することで径を変えることが可能となった. さらに, それぞれのバルーンに通じる2つの空気管路のあるスリップリングを設計し, 電源ケーブルおよび空気送入用チューブがねじれないようにした. 実験後の内視鏡検査にて粘膜損傷のないことも確認した。また、画像誘導機構としては、大腸内視鏡の先端に磁気センサを搭載し、内視鏡画像の視野を検出する技術および、画像に診断支援画像を重畳表示するシステムを開発した。マイクロマニピュレーション部位に関しては7自由度マスタースレーブ型マニピュレータを開発してきたが、小型化の技術的課題を克服できず、内視鏡先端への実装や動物実験に適応可能な制作は今後の継続研究にて実施することとした。

Purpose の this study は half type 駆 self-discipline mechanism と imperceptible マ ニ ピ ュ レ ー シ ョ ン function を prepared え ロ る endoscopy ボ ッ ト の open 発 お よ び be line with change を う こ と で あ り, masato temperance royal ア ル ゴ リ ズ ム を with い ロ た endoscopy ボ ッ ト 駆 department の open 発, ロ ボ ッ ト シ ス テ ム の portrait induction, security agencies の 発, multi degree of freedom マ イ ク ロ マ ニ ピ Youdaoplaceholder0 ュレ ショ ショ ショ <s:1> development of <s:1> サブテ ュレ に に に along って research を advancement of て て た た た た Pp.47-53 19th annual ま で に soft material フ ィ ン の spiral shape の ね じ inverse direction が に な っ て い る 2 つ の ユ ニ ッ ト を に し, before and after each い に に back in reverse planning す る こ と で propulsion す ロ る endoscopy ボ ッ ト を open 発 し, ブ タ e. straight line の go に successful し た. し か し, (1) bay curved line department で go で き な い, (2) bowel diameter > フ ィ ン diameter empty planning で す る, (3) bowel < フ ィ ン diameter で intestinal が ね じ れ る, と い う problem が あ っ た た め, pp.47-53 は 20 year. Bay music department を may go line な フ レ キ シ ブ ル institutions, お よ び bowel diameter に close わ せ て フ ィ を ン diameter variations え ら れ る institutions を have す る new し ロ い endoscopy ボ ッ ト を open 発 し た. ま ず, フ レ キ シ ブ ル institutions と し て は, ユ ニ ッ ト を apex, front, モ ー タ department, コ ネ ク タ department の 4 つ に し segmentation, Between ユ ニ ッ ト を ユ ニ バ ー サ ル ジ ョ イ ン ト で meet 続 し た. そ し て, フ ィ ン の material を シ リ コ ン か ら scalability に optimal れ た セ プ ト ン に - more し, ユ ニ ッ ト が snake belly shape between に な る よ う be せ た result, die ん だ ブ タ e. の bay curved line の go に successful し た. ま た, フ ィ ン diameter can be - agency と し て は, Apex か ら 2's yard と 3 times の ユ ニ ッ ト (front モ ー タ) の フ ィ ン の medial に バ ル ー ン を pay plus し そ れ ぞ れ independent に empty 気 を into, discharge す る こ と を で diameter variations え る こ と が may と な っ た. さ ら に, そ れ ぞ れ の バ ル ー ン に tong じ る 2 つ の empty 気 line の あ る ス リ ッ プ リ ン グ を し design, Power supply: ケ ブ ブ および および air supply: チュ ブがねじれな ブがねじれな ように ように た た. Postoperative endoscopic 検 examination of にて mucosal injury, <s:1> な な な と と と <s:1> confirm た. ま た portraits, induced institutional と し て は の apex, colon endoscopy に magnetic 気 セ ン サ を carry し portraits, endoscopic の vision を 検 out す る technology お よ び portrait, portrait に diagnosis support を heavy 畳 said す る シ ス テ ム を open 発 し た. マ イ ク ロ マ ニ ピ ュ レ ー シ ョ ン parts に masato し て は 7 dof マ ス タ ー ス レ ー ブ type マ ニ ピ ュ レ ー タ を open 発 し て き た が, miniaturization の technology subject を overcome で き ず, endoscopic apex へ の be with や animals be 験 に optimum 応 may な making は future の 継 続 research に て be applied す る こ と と し た.

项目成果

VR simulator as a training method of tele-mentoring for endoscopic surgery between Thailand and Japan.

VR模拟器作为泰国和日本内窥镜手术远程指导的培训方法。

• 发表时间: 2008
• 作者: Ieiri S;Tanoue K;Uehara H;Hashimoto N;Hashizume M;Konishi K;Kawabe Y;Nakats uji T;Yoshida D;Yamaguchi S;Anegawa G;Ohuchida K;Uemura M;Yasunaga T;Hong J;Kenmotsu H;Maeda T;Kazuo Tanoue
• 通讯作者: Kazuo Tanoue

内視鏡外科学会によるVRシミュレーターを用いたトレーニングおよび技術評価の現状と展望

日本内窥镜外科学会利用VR模拟器进行培训和技术评估的现状和展望

• 发表时间: 2008
• 作者: Ieiri S;Tanoue K;Uehara H;Hashimoto N;Hashizume M;Konishi K;Kawabe Y;Nakats uji T;Yoshida D;Yamaguchi S;Anegawa G;Ohuchida K;Uemura M;Yasunaga T;Hong J;Kenmotsu H;Maeda T;Kazuo Tanoue;Satoshi Ieiri;田上 和夫
• 通讯作者: 田上 和夫

マスタ・スレーブ式マニピュレータシステム

主从机械手系统

• 发表时间: 2007

Tamura S : Intraoperative magnetic tracker calibration using a magneto-optic hybird tracker for 3-D ultrasound-based navigation in laparoscopic surgery

Tamura S：使用磁光混合跟踪器进行术中磁跟踪器校准，在腹腔镜手术中进行基于 3D 超声的导航

• 发表时间: 2008
• 期刊: IEEE Trans Med Imaging 27(2)
• 作者: Nakamoto M;Nakada K;Sato Y;Konishi K;Hashizume M
• 通讯作者: Hashizume M

A New Strategy of Lung Cancer Treatment : Imapct of Real-Time Navigation on Thoracospic Suegery

肺癌治疗新策略：实时导航对胸腔镜检查的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery 7(2)
• 作者: Konishi K;Hashizume M;Nakamoto M;Kakeji Y ;Yoshino I;Taketomi A;Sato Y;Tamura S;Maehara Y
• 通讯作者: Maehara Y