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Open MRIと視野可変内視鏡を併用した低侵襲手術システムの開発

使用开放式 MRI 和可变视场内窥镜开发微创手术系统

基本信息

批准号：
10J08857
负责人：
上内洋輝
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

樹脂製の空圧振動機構を用いた単眼立体内視鏡および,内視鏡鏡筒部の回転のみで直視方向と斜視方向の間で視野変更することができる視野可変立体内視鏡の統合を行った.本年度開発した空圧振動機構および視野可変機構を搭載した単眼立体内視鏡は,構成を工夫することにより,Open MRI環境下でも使用可能である.本立体内視鏡画像と,MR-Safe Actuatorを用いたシステムにより位置・姿勢制御される小型RFコイルから得られる高解像膿1画像との併用により,幅広い手術領域において,精確かつ安全な診断・治療実現が期待される.1.空圧振動機構の設計理論の構築流体力学的観点から理論的に,圧縮空気の圧力や流路系の寸法と,空圧振動機構内の経時圧力変化の関係式を導いた.この関係式から,要求仕様に応じた空圧振動機構の設計が可能となる.また,Open MRI環境下でも動作可能となるよう空圧振動機構の構成部品はすべて滅菌可能な樹脂により構成されている.以上の設計理論から,スリーブ根元部の空圧振動機構で変位±0.3m,周波数10Hzの振動を発生・伝達させ,CCDカメラが搭載されたスリーブ先端部では変位±0.24mm,周波数10Hzの振動が発生するようにした.立体視の原理は,CCDカメラの変位が最大・最小の時に左右眼用画像を交互取得し,立体液晶ディスプレイへ出力することにより立体視を実現するものである.2.空圧振動機構および視野可変機構を併用した単眼立体内視鏡空圧振動機構および視野可変機構の技術を統合させ,外径7mm,有効長約200mmの単眼立体内視鏡を試作した.本立体内視鏡は,内視鏡本体を動かすことなく鏡筒部の回転のみで視野角約180度を立体視観察可能である.3.立体視性能評価,動物実験試作機の立体視性能を評価するために,被験者12名に対して,従来の立体内視鏡と試作機の両方において,実際の手技を模擬したタスク(輪ゴムを把持鉗子を用いて移動させるタスクや紐を一定の長さに切断するタスクなど)を行わせ,そのパフォーマンスを評価した.その結果,試作機は従来の立体内視鏡と同等の立体視性能が得られていることを確認した.また,試作機を用いて動物実験を行うことにより,in vivo環境においても,内視鏡本体を動かさずに視野変更でき,なおかつ立体視が可能であることを確認した.

Resin-made air pressure vibration mechanism is used for a single-eye stereoscopic endoscope. The integration of stereoscopic endoscopes. This year's opening of the air-pressure vibration mechanism and the vision-changing mechanism is equipped with a single-eye stereoscopic endoscope. It is possible to use it in an MRI environment. This stereoscopic endoscope image is MR-Safe. Actuator uses the position and posture control of the Actuator, the small RF system, the high-resolution pus 1 image The combined use of とのにより, the width of the surgical field and the において, the precise and safe diagnosis and treatment are now expected される. 1. Air pressure vibration mechanism Design theory is the key point of constructing fluid mechanics and the theoretical basis of the theory, the method of compressing air pressure and the flow path system, and the time pressure force in the air pressure vibration mechanism. The relational formula of changing the relationship is the possibility of design of the empty pressure vibration mechanism, Open It is possible to operate in an MRI environment and the components of the air pressure vibration mechanism can be sterilized. It is made of resin and can be made of resin. The design theory of the above is the air pressure of the root element. The vibration mechanism position is ±0.3m, the frequency is 10Hz. The vibration level is ±0.24mm, the frequency is 10Hz. The principle of vibration, the principle of stereoscopic vision, and the maximum position of CCD The minimum time is to use the image of the left and right eyes to obtain each other, and the three-dimensional liquid crystal display screen is used to output the power.によりStereoscopic vision system するものである.2. Air-pressure vibration mechanism およびVisibility changing mechanism をCombined with the technology of single-eye stereoscopic endoscope air-pressure vibration mechanism and field of view improvement mechanism, The outer diameter is 7mm and the effective length is about 200mm. This is a trial production of a single-eye stereoscopic endoscope. This stereoscopic endoscope is a three-dimensional endoscope. Visual observation is not possible. 3. Stereoscopic performance evaluation, evaluation of stereoscopic performance of animal trial machineするために, 12 victims, に対して, 従来のStereoscopic endoscope and trial machine の両square において, 実记の Manual Skills Simulation したタスク(wheel ゴムをholding pliers をmoving with いてさせるタスクやを Certain length さに Cut off するタスクなど)を行わせ,そのパフォーマンスをThe result of evaluation is that the prototype of the stereoscopic endoscope has the same stereoscopic performance.ていることをconfirmationした.また,trial machineを用いてanimal実験を行うことにより,in The vivo environment is good, the endoscope body is moving, the field of view is changed, and the stereoscopic vision is possible, and the endoscope is confirmed.