新生児ロボット手術への挑戦
【研究キーワード】
手術ロボット / 小児外科 / 自動化 / Virtual fixtures / 知的制御 / 新生児 / Virtual fixture
【研究成果の概要】
本研究では，現在開発中の汎用手術ロボット「スマートアーム」をベースとして，新生児用手術ロボットの開発に挑戦する．本年度は，ロボットツールの自動衝突回避やツール先端位置の自動誘導などの知的制御の開発に取り組んだ．新生児を対象とした手術では，体内の作業空間が極めて狭小であり，また，内視鏡の視野も極めて狭いため，術具の挿入点での拘束に加えて，視野外での術具の動作も考慮した術具同士，あるいは術具と周辺の生体組織との衝突を自動で回避する必要がある．
昨年度までに開発したこれらの自動衝突回避のための制御に加えて，本年度は，スマートアームのロボットツールの先端位置を誘導する手法を検討した．新生児食道縫合タスクにおけるルーピングタスクを対象として，まず，シミュレータ上に自動衝突回避のみの制御，術具先端の誘導を付加した制御，などの条件を実装して評価した．次にシミュレータで評価した条件と同じ条件を用いて，実際のスマートアームと新生児モデルを用いて提案方法を評価した．その結果，縫合タスクを普段行っている医師は普段と違う軌道への誘導に戸惑ったが，一方で，研修医などを想定した経験の浅い被験者にとっては，誘導による効果があり，また，工学的支援に早く慣れることがわかった．
特に，体内の作業空間が極めて狭小であったり，内視鏡の視野が極めて狭いような困難な対象においては，自動衝突回避や誘導などの工学的支援が安全な手術にとって必要であると考えられる．
【研究代表者】