低侵襲手術用新方式バーチャル訓練システムの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

近年,腹腔内手術などの低侵襲手術が頻繁に行われるようになった.しかし,内視鏡下では深度覚がなく,狭視野であること,操作自由度の乏しい専用手術器具など,術者には特殊な手術環境への適応が求められる.また手術事故やヒヤリ・ハット事例が年々増加しており,対策が急務である.そこで,低侵襲手術の完全データ記録を目指したデジタル手術記録システム「サージェリレコーダ」と,記録データを利用して手術を追体験できる「力覚付きバーチャル手術訓練システム」を開発してきた.以下に,今年度の成果をまとめる.(1)サージェリレコーダの最適設計と試作手術スキル収集用鉗子を最適試作した.センサユニットを把持ハンドルとアウターチューブの間に配置し,手術操作を妨げずに位置・姿勢6自由度,力・モーメント6軸力を測定できる.また,熟練医による生体ブタを用いた機能検証実験を行い,サージェリレコーダの有効性を実証した.(2)バーチャル手術訓練システムの最適設計バーチャル訓練システムの力覚教示機構である,「サーボ鉗子機構」を改良し,安定した駆動を実現した.具体的には,鉗子動作に必要な4自由度それぞれを独立に駆動させるサーボモータと動力伝達機構を一新し,駆動効率を高めるとともに,制御システムを速度制御に基づいた力制御系としたことで,力の変化に対するサーボ鉗子の応答性を向上した.その結果,4軸同時に位置・力を高精度で再現でき,訓練システム全体の信頼性を高めることができた.