多節スライダ・リンク機構を用いた内視鏡下外科手術用多自由度マニピュレータの開発

使用多节滑块/连杆机构开发用于内窥镜手术的多自由度机械手

• 批准号: 04J11490
• 负责人: 山下 紘正
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J11490/
• 关键词: 機械力学・制御; 知能機械; 知能ロボティクス; 医療・福祉; 外科

前年度より開発を進めていたリンク・ワイヤ駆動方式による2自由度屈曲機構を先端部分に搭載した,外径5mmのバイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータと,外形3.5mm胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータを製作した.前者にはワイヤ駆動式の把持鉗子ブレードにバイポーラ型電極を組み込み,生体組織の凝固機能を持たせた.また,後者にはワイヤ駆動式の把持鉗子や勇刀、Nd : YAGレーザ凝固用ファイバを交換可能に搭載した。リンク駆動用の2つのアクチュエータを搭載した直動ユニットとグリップ式インタフェースは,マニピュレータの先端側と容易に着脱可能な構造とし,洗浄や滅菌といった手術器具に必要不可欠な作業に対応させた.バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータでは,最大153.9°の駆動範囲,最高0.2mmのマニピュレータ先端位置精度,最大6.61Nの屈曲力,3.70Nの把持力を有することを確認した.In vivo実験ではブタ腸間膜へのアプローチを行ない,組織の凝固と血管閉塞に成功した.また,胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータでもほぼ同様の機械的性能を有し,最大150.1°の駆動範囲,最高0.2mmの位置精度,最大2.57Nの屈曲力,3.70Nの把持力を有することを確認した.Nd : YAGレーザ凝固実験では,80°まで屈曲させた状態でも96.6%以上の照射効率で組織凝固を行なうことに成功した.本マニピュレータは従来のリンク駆動やワイヤ駆動によるマニピュレータとしても高い屈曲性能を示しており,開発した細径屈曲機構が内視鏡下手術用のマニピュレータ技術の向上に非常に有効であることを確認した.成果発表としては,バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータに関して国際学会で1件,国内学会で1件発表し,国内論文にて1件が査読中である.また,胎児内視鏡下手術用屈曲鉗子マニピュレータでは,国際論文で1件,国際学会で2件,国内学会で1件発表し,国際論文にて1件が条件付採択済みである.

双极性电弯曲镊子操纵器，外径为5mm，配备了自上一年以来开发的Link-Wire驱动系统的两级自由度机制，以及用于胎儿内窥镜手术的弯曲式钳子手术器，并制造了5mm外观的胎儿内窥镜手术。前者将双极电极掺入电线驱动的钳子刀片中，从而赋予了生物组织的凝结功能。后者还配备了电线驱动的夹紧镊子，一把剑和nd：yag激光凝血纤维，可以更换。配备两个用于链路驱动器的执行器的线性运动单元和握把界面结构可容易从操纵器的尖端分离，并且适用于清洁和灭菌等手术仪器。据证实，双极电尺寸的弯头操纵器的驾驶范围高达153.9°，操纵器尖端的最大位置精度，最大弯曲力为6.61n，最大握力为3.70N。在体内实验中，我们成功地接近了猪的肠系膜膜，并成功地凝结了组织和血管遮挡。 We also confirmed that the flexion forceps manipulator for fetal endoscopic surgery had almost the same mechanical performance, with a driving range of up to 150.1°, a positional accuracy of up to 0.2 mm, a flexion force of up to 2.57N, and a gripping force of 3.70N.Nd: In the YAG laser coagulation experiment, tissue coagulation was successful with irradiation efficiency of 96.6% or more即使屈曲为80°。该操纵器的屈曲性能很高，该操纵器是由链路或电线驱动的常规操纵器，并确认开发的小直径弯曲机制在改善机械手术手术的操纵器技术方面非常有效。提出的结果是一个双极电喂养的镊子操纵器，一个在国内会议上，一个在国内纸上，另一个在国内纸上。此外，还在国际报纸上，在国际会议上进行两次，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上，一张在国际报纸上。

项目成果

Feasibility Analysis of Bipolar Electric Scalpel Forceps Manipulator with 2-DOFs Bending Mechanisms

具有二自由度弯曲机构的双极电动手术刀钳机械手可行性分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: IFMBE Proceedings Volume 14
• 作者: H.Yamashita;K.Matsumiya;K.Masamune;E.Kobayashi;I.Sakuma
• 通讯作者: I.Sakuma

胎児外科における多自由度鉗子マニプレータの有用性検討実験

多自由度镊子机械手在胎儿手术中的实用性实验探讨

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第13回日本コンピュータ外科学会大会・第14回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集
• 作者: 波多 伸彦;桜井 慎平;山下 紘正;松宮 潔;土肥 健純;千葉 敏雄
• 通讯作者: 千葉 敏雄

胎児外科手術用多自由度屈曲マニピュレータの開発

胎儿手术多自由度弯曲机械手的研制

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第14回日本コンピュータ外科学会大会・第15回コンピュータ支援画像診断学会大会 合同論文集
• 作者: ヘルランバンニコラス;高本眞一;土肥健純;他;Hongen Liao;Yutaka Tanizawa;Hongen Liao;廖 洪恩;ヘルランバン ニコラス;Yuhei Takata;Hongen Liao;Keri Kim;Keri Kim;Hongen Liao;D.Kim;A.Gooya;H.Yamashita;Akihiko Yagi;Nicholas Herlambang;J.Hong;Hongen Liao;徳国淳一;松居和広;ヘルランバン ニコラス;浦野克紀;八木昭彦;山下紘正
• 通讯作者: 山下紘正

バイポーラ型電気メス屈曲鉗子マニピュレータの細径化

双极电刀弯钳机械手直径更细

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第15回日本コンピュータ外科学会大会・第16回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集
• 作者: 山下紘正;松宮潔;正宗賢;小林英津子;佐久間一郎;廖洪恩;橋爪誠;土肥健純
• 通讯作者: 土肥健純

Feasibility Analysis of Bipolar Electric Scalpel Forceps Manipulator with 2-DOFs Bending Mechanisums

二自由度弯曲机构双极电动手术刀钳机械手可行性分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceeding of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2006, IFMBE Proceedings Volume 14
• 作者: Hiromasa Yamashita;Kiyoshi Matsumiya;Ken Masamune;Etsuko Kobayashi;Ichiro Sakuma;Hongen Liao;Makoto Hashizume;Takeyoshi Dohi
• 通讯作者: Takeyoshi Dohi