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下腹部を対象とした極細針穿刺における正確性と安全性を両立する制御戦略

实现超细针下腹部穿刺准确性和安全性的控制策略

基本信息

批准号：
18J14374
负责人：
津村遼介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14374/
关键词：
穿刺 CT画像超音波画像機械学習 CT パスプランニング

项目摘要

近年，がん治療において穿刺技術の需要が高まっている．針が細いほど患者への侵襲性が低くなる一方，容易にたわむため正確な針先の位置決めが難しい．特に下腹部のような複数の組織から構成されている対象はたわみが複雑になり，高度な技術が求められる．さらに下腹部穿刺ではCTを用いて針先位置を確認するため，高頻度の刺し直しは医師・患者への被曝量の増加につながる．そこで本研究では，下腹部を対象としたロボット技術を用いた極細針による正確性と安全性を両立する穿刺制御戦略の構築を目的とした．本年度は，ロボット穿刺の安全性担保を目指し，以下の研究課題に着手した．・血管へのロボット穿刺による出血量の定量評価：模擬血管系に対して様々な穿刺条件下（針径や制御パラメータ）で出血量を計測した．実験結果から針径の大きさに顕著に依存することが明らかとなった．・穿刺反力情報に基づく異常検知手法の構築：機械学習（LSTM/GRU）を用いて穿刺中に針に生じる反力から穿刺状態を推定するシステムを構築した．管腔臓器に対する穿刺において生じる突発的なたわみの検知の実現性を示した．・リング状超音波イメージングデバイスの開発：超音波画像はリアルタイムで穿刺状態をモニタリング可能だが、ロボットと画像のレジストレーションが課題だった．リング状の超音波デバイスを開発することで，レジストレーションを必要とせず，画像の中心から穿刺を可能とする．これまでにex vivo試験においてコンセプトの有用性を示した．

In recent years, がん for the treatment of におてて puncture technique <e:1> requires が high まってるるる. The patient with a が fine needle and ほほ <s:1> has a lower が of <s:1> in terms of the invasive nature of the <s:1>, and it is easier to にたわむため correctly な the position of the first affected area of the needle and めが is more difficult to treat. Special に lower abdominal のような plural の organization から constitute されている like は seaborne たわみが complex 雑になり, highly な technology めが o られる. さらに lower abdominal puncture では CT を with いて needle position を first confirm するため, high frequency の thorn し straight しは doctor, patient への was revealed in の raised add につながる. そこで this study では, lower abdomen を like と seaborne したロボッをト technology with いた very fine needle による validity と security を struck made する puncture suppression 戦 slightly の build を purpose とした. This year, を, ロボット puncture <s:1> safety guarantee を aims at を, and the following <s:1> research topic に is initiated for たた. , vascular へのロボット puncture による quantitative evaluation the bleeding の価 : simulate vascular system にし seaborne て others 々な piercing conditions (needle diameter や suppression パラメータ) で the bleeding を measuring した. The experimental results show that the diameter of the <s:1> ら needle is larger than that of the にさに顕, which is に dependent on the するとが, とが, ら, となった. , piercing counterforce intelligence に base づく abnormal 検 known technique の constructs: machine learning (LSTM/GRU helped) をいて puncture needle にに in じる counterforce から puncture state を presumption するシステムを build した. Tube cavity viscera にす seaborne る puncture において raw じる by 発なたわみの検 know の be sex を now shown した. · リング shape ultrasound イメージングデバイスの open 発 : ultrasound picture はリアルタイムで puncture state をモニタリング may だが, ロボットと portrait のレジストレーションが subject だった. リング shape の ultrasound デバイスを open 発することで, レジストレーションを necessary とせず, portrait の center から may puncture をとする. Youdaoplaceholder2 れまでにex vivo experiment におてコてコセプトセプトを usefulness を show たた.