Development of trocar-type operation guidance device for avoiding dangerous operating of forceps

避免手术钳危险操作的套管针式操作引导装置的研制

• 批准号: 21K12735
• 负责人: 金 大永
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology (2022)Teikyo Heisei University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12735/
• 关键词: 外科支援デバイス; 鉗子操作誘導; 臓器損傷防止; 干渉装置; ネガティブフィードバック; 把持力計測; 鉗子マニピュレータ; 腹腔鏡下手術

本研究では、腔鏡下手術において、鉗子から臓器の物性値と操作力、内視鏡画像とナビゲーションシステムから鉗子位置を得、血管ナビゲーションのデータと統合することで、鉗子が動く際に「鉗子の危険な操作が回避可能な臓器損傷防止を目的としたトロッカ型操作誘導装置の開発」を目的とする。具体的には、①鉗子操作誘導用トロッカ型干渉・誘導装置の開発、②鉗子と血管ナビゲーションの統合、③熟練度の定性的・定量的評価を行う。①前年度に開発した鉗子操作誘導用トロッカ型デバイスは、小型・軽量ではあるものの、トロッカを中心とする鉗子の動きを制限するには力が不十分であった。2022年は、全体構造は継続し、モータ・ワイヤ駆動による機構に変更した。結果、精度0.2mmで最大80.2Nの力が出せた。また、鉗子軸回転計測デバイスを、小型磁石とホール素子を用いた3相の計測デバイスを開発した。評価実験の結果、0.75°の高い精度を確認し、国際学会に発表する。②3次元位置計測システムを用いたレジストレーション手法を持ち、血管ファントムを用いた術前血管画像の重畳表示精度評価を行ったところ、1mm以下の精度で表示可能であった。その結果を学会にて発表した。③2022年度には、内視鏡を用いたトロッカ型操作誘導装置の開発に向けて利き手と非利き手によるシステム操作の違いを脳の運動制御観点から定量的に評価する基礎実験系を確立し、若者の被験者に対する検証実験を行い、血管や臓器の傷つけない鉗子先端の経路を、等速度で誘導する指標追跡課題を行う実験系においてターゲットの可視状態ではSpeedが速くなると非利き手より利き手の方が精度は良くなることが分かった。また、ターゲットの速度の増加に応じてフィードバック制御から予測制御への切換が非利き手の方が利き手より早いことが分かった。そして、若者の被験者に対する検証実験の結果を国際学会で発表する。

In this study, the operation force of the physical properties of the device, the position of the blood vessel, the position of the blood vessel, the physical property of the device, the position of the child, the position of the blood vessel, the position of the blood vessel, It is possible to avoid the operation of a critical operation in order to prevent the operation of the operation guide device from turning on. The specific operation and 1 sub-operation are guided by the start-up of the dry guidance device, the integration of the blood vessels, and the qualitative and quantitative analysis of the 3-year-old. The main results are as follows: (1) in the previous year, the operation of the sub-operation has been guided by the use of small-scale equipment, small-scale equipment, and the control of sub-operation in the center of the market. In the year 2022, all the people will have to pay more attention to the activities of the organization of the war. The results show that the maximum accuracy of 0.2mm is 80.2N. The miniature magnet and miniature magnet are used to start the operation of the device. The result of the experiment, the confirmation of the high precision of 0.75 °, and the table of the International Institute of International Studies. In 23-dimensional position calculation, the precision is indicated by the precision of the front vascular portrait, the accuracy is indicated by the precision, and the accuracy is indicated by the precision below 1mm. The results show that you can learn how to make a table. In the year 32022, the operating instructions of the equipment used in the hospital and in the domestic market have been opened to the non-profit hand, the non-profit hand The constant velocity guide refers to the accuracy of the tracking problem. The speed is Speed, the speed is fast, the non-profit is the best, the accuracy is good. In the morning, in the morning, the speed is increased, and the control is done. If you are the victim, please tell me the results of the table of the International Institute of International Studies.

项目成果

Xujia Chao, Naoki Tomii, Kosuke Ishikawa, Kazuaki Hara, Hiroyuki Tsukihara, Ichiro Sakuma, Etsuko Kobayashi 3D Pose Estimation of Laparoscopic Forceps with Monocular Images Based on Deep Learning and Image Translation (深層学習と画像変換による腹腔鏡下手術用鉗子の位置姿勢推定)

Xujia Chao, Naoki Tomii, Kosuke Ishikawa, Kazuaki Hara, Hiroyuki Tsukihara, Ichiro Sakuma, Etsuko Kobayashi 基于深度学习和图像平移位置/方向估计的单目图像腹腔镜镊子 3D 姿势估计）

• 发表时间: 2022
• 作者: Xujia Chao;Naoki Tomii;Kosuke Ishikawa;Kazuaki Hara;Hiroyuki Tsukihara;Ichiro Sakuma;Etsuko Kobayashi
• 通讯作者: Etsuko Kobayashi

Pathological evaluation of human pancreatic tissue injuries by machine compression for computer-aided safe pancreatic compression devices

计算机辅助安全胰腺压迫装置机器压迫人体胰腺组织损伤的病理学评价

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Inai;D. Kim;N. Takano;M. Uno;S. Noriki;H. Naiki;E. Kobayashi
• 通讯作者: E. Kobayashi

Development of a quantitative evaluation system for the motor function of the brain using a tablet PC

使用平板电脑开发大脑运动功能定量评估系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Shigeyuki Igarashi;Ayami Kondo;Daeyoung Kim;and Jongho Lee
• 通讯作者: and Jongho Lee

深層学習と画像変換による腹腔鏡下手術用鉗子の位置姿勢推定

使用深度学习和图像转换估计腹腔镜手术钳的位置和方向

• 发表时间: 2022
• 作者: 日野燦一;丸山恵佑;根岸智哉;秋元俊成;巣栩嘉，富井直輝，石川宏輔，原一晃，月原弘之，佐久間一郎，小林英津子
• 通讯作者: 巣栩嘉，富井直輝，石川宏輔，原一晃，月原弘之，佐久間一郎，小林英津子