プローブ位置追従と超音波断層像の遠隔取得によるサージカルプラン構築システムの開発

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患者側にグローブを把持したロボットを設置する遠隔診断システムでは、ロボットの導入によってプローブ位置制御の点では向上が見られたが、遠隔地の患者状況の把握には限界があり、患者への安全面での配慮や、特に患者体表面への急激な接触を避けるような補助機能が不足していた。そこで我々はまず、遠隔超音波診断専用のパラレルワイヤ駆動を用いた医師側操作コントローラを開発し、遠隔操作を含めた通信実験によりその性能の検証を行った。その結果、力覚フィードバックについては体表面の粘弾性解析によって安全性については大きな向上が見られた。一方、視覚情報については患者とプローブとの位置関係の把握は不十分であり、ネットワークの遅延に起因する位置ずれがある状況では実際の運用は困難分あった。よって、コントローラの指令に対するロボットの状況を正確にモニタリングし、視覚的に遠隔操作を支援するシステムと、動画像処理によってロボットが患者側で自律的に動作するためのソフトウェアの両方を開発した。まず視覚的な支援については、バーチャルリアリティで用いられる手法を導入してモーションとラッカーで得られる患者側の環境を医師側に再現することにより、操作者が視覚的に遅延、位置追従誤差を確認でき、また患者体表面とプローブの位置関係の把握が容易となる環境を設計・開発した。さらに画像処理の機能としては、断層像上の臓器をその形状とプローブの位置から自動認識し、ロポットとコントローラの状態から超音波画像と患者が映った画像との間で転送速度から診断状況に応じて映像品質を制御する遠隔超音波診断のためのインターフェースを構築した。これにより救急医療に応用できる迅速な遠隔診断の一手法となることが示された。