我々はCT透視ガイド下針穿刺ロボットを研究開発している。本ロボットはこれまで、術者がコントローラを操作してロボットの動きをすべて遠隔操作していた。術者による遠隔操作では、精度良く標的に穿刺できることをファントム試験、動物試験など非臨床試験で実証した。2018年度にはFirst-in-human臨床試験を実施し、本ロボットは臨床での使用も可能であることを確認した。
我々はロボットを段階的に自動化することを目指している。これまでの研究により、医師が用手で針穿刺を行う際にどのように軌道修正を行っているのかについてのデータ解析を行い、適切なフィードバックを実施するための指針を得た。また、ロボットを用いた穿刺手技のうち、針先を刺入点へと移動させるターゲティング行程、および狙った標的へ向け針を挿入する穿刺行程において、一部を自動化する半自動化穿刺システムを開発した。
半自動化のシステムでは、 CT 画像上の腫瘍、刺入点、および針先位置の認識とポインティング操作や、ロボットを動作させるタイミングを送る操作は術者の判断により行う。一方で、刺入点へ針先を移動させる制御や、標的の方向に対する現在の針先方向のずれの算出、ずれを補正するための針姿勢修正動作ならびに穿刺動作、これらに伴う逆運動学計算は、ロボット内部の計算機および操作インタフェースのソフトウェアとして実装されている。
開発したシステムの有効性や妥当性は、岡山大学病院のIVRセンターにてファントム実験を実施することで検証している。