腹腔鏡下手術支援用器械出しナースロボットの開発

开发出可取出器械支持腹腔镜手术的护士机器人

• 批准号: 06J53151
• 负责人: 吉光 喜太郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J53151/
• 关键词: Scrub Nurse Robot; 腹腔鏡下手術; 動作計測; 手術シナリオ; 手術器具認識; Timed automata; 国際研究者交流; エストニア; 器具交換時間; 手術器具認識システム

SNR3号機の設計・開発昨年度までに開発したSNR2号機の動作検証を元に,より円滑な器具の提供を目指して,新たにSNR3号機を設計した.本ロボットは器具が整頓保持されているツールチェンジャと,器具を差し出すアームが一体化したコンパクト設計である.1)アームの設計・開発今回開発したアームは,執刀医が次に使用する器具をトロカールカニューレ入口にあわせることで,5mmというカニューレ内に器具を挿入する手間のかかる作業を支援する役割をなす.これにより手術の進行がよりスムーズに行われることが期待される.アームは全6自由度を有しているが,この内,器具先端の位置決めに使用されているのは4自由度であり,容易な制御方式を可能としている.材料面からの工夫として,アームのメインシャフトとなる材料にはステンレスではなく,軽量なカーボンを使用することで駆動用アクチュエータの大型化を防ぎ,アーム全体がコンパクトになるようにした.また,着脱されるアームには清潔性を考慮し,オイルベアリング,ギヤ等のパーツは用いず,すべて無給油のパーツで構成されている.2)アームの制御今回開発したSNR3号機は前述のとおり,患者の腹部に取付けられているトロカールカニューレ入口への器具先端位置合わせを支援する.しかしながらカニューレの3次元座標は,ベッドの昇降・傾斜角度,患者の体内状況の変化により,常に異なる位置をとる.そのためある特定の座標に位置合わせをするといったオープンループ制御は適さない.そこで3次元位置計測装置として,Micron Tracker2を用いたフィードバック制御を試みた.計測用マーカはカニューレ入口,アーム,器具,そしてロボット本体に計4個設置している.これによりアームは器具を差し出す度に変化するカニューレ入口に対して器具先端を合わせ,器具挿入を支援する.現在精度向上に向けた改良を行っている.

の SNR3 number machine design, open 発 yesterday annual ま で に open 発 し た SNR2 card number machine の action 検 を yuan に, よ り has drifted back towards ¥ sliding な appliance の provide を refers し て, new た に SNR3 number machine を design し た. This ロ ボ ッ ト は appliance が consolidation keep さ れ て い る ツ ー ル チ ェ ン ジ ャ と, poor appliance を し out す ア ー ム が integration し た コ ン パ ク ト design で あ る. 1) ア ー ム の design, open 発 today back to open 発 し た ア ー ム は, cutter medical に が times using す る appliance を ト ロ カ ー ル カ ニ ュ ー レ entrance に あ わ せ る こ と で, 5 mm と い う カ ニ ュ ー レ に appliances within を scions into す る hand between の か か る homework を support す る service cut を な す. こ れ に よ り operation の が よ り ス ム ー ズ に line わ れ る こ と が expect さ れ る. ア ー ム は all six degrees of freedom を have し て い る が, こ の, appliance apex の position definitely め に use さ れ て い る の は 4 dof で あ り, easy な を may と suppression ways Youdaoplaceholder0 て る. Material surface か ら の time と し て, ア ー ム の メ イ ン シ ャ フ ト と な る material に は ス テ ン レ ス で は な く, 軽 quantity な カ ー ボ ン を use す る こ と で 駆 use ア ク チ ュ エ ー タ の を ぎ, bigness ア ー ム all が コ ン パ ク ト に な る よ う に し た. ま た, the take off さ れ る ア ー ム に は clean を consider し, オ イ ル ベ ア リ ン グ, ギ ヤ etc. の パ ー ツ は with い ず, す べ て without oil の パ ー ツ で constitute さ れ て い る. 2) ア ー ム の suppression today back to open 発 し た SNR3 number machine は aforesaid の と お り, の patients with abdominal に take pay け ら れ て い る ト ロ カ ー ル カ ニ ュ ー レ entrance へ の appliance apex location わ せ を support す る. し か し な が ら カ ニ ュ ー レ の 3 yuan Coordinates は, ベ ッ ド の lifting Angle, patient の body condition の variations change に よ り, often に different な る position を と る. そ の た め あ る の coordinates に specific location わ せ を す る と い っ た オ ー プ ン ル ー プ suppression は optimum さ な い. そ こ で 3 dimensional position measuring device と し て, Micron Tracker2を is used to control を and try みた. Measuring with マ ー カ は カ ニ ュ ー レ entrance, ア ー ム, appliances, そ し て ロ ボ ッ ト ontology に meter 4 set し て い る. こ れ に よ り ア ー ム は appliance を poor し out に す degrees - the す る カ ニ ュ ー レ entrance に し seaborne て appliance apex を close わ せ, appliance scions into を support す る. Now the precision is improved from に to けた by を lines って る る.

项目成果

器械出し看護師ロボットの機能向上のための腹腔鏡下手術における器具交換時間の分析

腹腔镜手术中器械更换时间分析，提高护士机器人取出器械的功能

• 发表时间: 2007
• 作者: (吉光喜太郎);正宗賢;原大樹;大沼健太郎;貞弘晃宜;福井康裕;橋本大定;宮脇富士夫
• 通讯作者: 宮脇富士夫

腹腔鏡下手術支援システムのための術者動作解析とTimed automataによる手術シナリオモデルの構築

腹腔镜手术支持系统中使用定时自动机的操作者运动分析和手术场景模型构建

• 发表时间: 2007
• 期刊: 計測自動制御学会論文集 43
• 作者: (大沼健太郎);正宗賢;貞弘晃宜;吉光喜太郎;Juri Vain;橋本大定;福井康裕;宮脇富士夫
• 通讯作者: 宮脇富士夫

Development and Evaluation of the Second Version of Scrub Nurse Robot

第二版擦洗护士机器人的开发与评估

• 发表时间: 2007
• 作者: (Kitaro Yoshimitsu);Fujio Miyawaki;Teruyoshi Sadahiro;Kentaro Ohnuma;Yasuhiro Fukui;Ken Masamune
• 通讯作者: Ken Masamune

Development of Scrub Nurse Robot System

擦洗护士机器人系统的开发

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 5th COE Workshop on Human Adaptive Mechatronics (HAM)
• 作者: (Fujio Miyawaki);Ken Masamune;Kitaro Yoshimitsu;Kentarou Ohnuma;Teruyoshi Sadahiro;Yasuhiro Fukui
• 通讯作者: Yasuhiro Fukui

腹腔鏡下手術支援用Scrub Nurse Robot の開発

开发支持腹腔镜手术的擦洗护士机器人

• 发表时间: 2007
• 期刊: 計測自動制御学会論文集 43
• 作者: (吉光喜太郎);宮脇富士夫;貞弘晃宜;大沼健太郎;橋本大定;正宗賢
• 通讯作者: 正宗賢