術中の医師の動きを基に仮想空間で機能や形状を最適化する小児外科用ロボット術具設計

本研究課題は，仮想空間を利用して小児外科手術を支援するロボットの大きさや形状，動作方法などを検証することを目的としている．小児内視鏡手術は，成長後の障害をきたしづらい手段として症例数が増加する中，微細な動作を可能とするロボット術具の導入が期待されている．しかし，解剖や疾患の特異性から機器導入に伴う課題が多く，その性能を十分に活かす機能や形状の設計が難しい．特に，手術特有の環境に適応しつつ使いやすさを維持することが難しい．本研究では，開発を進めている術空間再現シミュレータの機能拡張，医師の操作に基づく設計値の最適化，この最適化の効果検証を順次進めている．本年度は，シミュレータの機能拡張として，環境構築を実施するために必要な機材等の購入を進めつつ，各機能の実装を進めた．本研究課題で対象とする食道閉鎖症根治術は術野の狭さ，手技難度の高さが課題であるため，ロボットの大きさや構造を検証できる環境構築が必要となる．そこで，小児外科医である家入教授（鹿児島大）と協力し、仮想化技術構築に向け，その症状や手技の特徴を再現できる検証環境を構築した．また，一般的な横方向の針掛けに加えて，本手術特有の奥行方向の針掛け動作など手術に即した検証ができる環境となるように，針掛け動作についても実装と動作検証を進めた．ロボット設計時に使用するソフトウェア（CADソフトウェア）との連携を目指し，仮想環境との連携を検討した．

本研究課題は，仮想空間を利用して小児外科手術を支援するロボットの大きさや形状，動作方法などを検証することを目的としている．小児内視鏡手術は，成長後の障害をきたしづらい手段として症例数が増加する中，微細な動作を可能とするロボット術具の導入が期待されている．しかし，解剖や疾患の特異性から機器導入に伴う課題が多く，その性能を十分に活かす機能や形状の設計が難しい．特に，手術特有の環境に適応しつつ使いやすさを維持することが難しい．本研究では，開発を進めている術空間再現シミュレータの機能拡張，医師の操作に基づく設計値の最適化，この最適化の効果検証を順次進めている．本年度は，シミュレータの機能拡張として，環境構築を実施するために必要な機材等の購入を進めつつ，各機能の実装を進めた．本研究課題で対象とする食道閉鎖症根治術は術野の狭さ，手技難度の高さが課題であるため，ロボットの大きさや構造を検証できる環境構築が必要となる．そこで，小児外科医である家入教授（鹿児島大）と協力し、仮想化技術構築に向け，その症状や手技の特徴を再現できる検証環境を構築した．また，一般的な横方向の針掛けに加えて，本手術特有の奥行方向の針掛け動作など手術に即した検証ができる環境となるように，針掛け動作についても実装と動作検証を進めた．ロボット設計時に使用するソフトウェア（CADソフトウェア）との連携を目指し，仮想環境との連携を検討した．