手術用ロボットアームの改善

ロボット外科手術は、特に東京工業大学の科学者による最近の開発により、ますます高度で正確になりつつあります。彼らは、手術で使用されるロボットアーム用の新しいタイプのコントローラーを作成しました。このコントローラーは、外科医の仕事を容易にし、優れた精度を提供することを目的としています。商業的に利用可能なロボットシステムで使用される2つの主要な握り方、つまり「ピンチグリップ」と「パワーグリップ」を組み合わせることで、これを実現します。

過去10年間で、ロボット支援外科手術における大きな進歩が見られ、この技術はほぼすべての専門分野で使用されています。ロボット支援外科手術で使用されるロボットシステムには、外科医が操作してロボットアームを制御するコントローラー装置が含まれています。これらのシステムにより、外科医の器用さと精度が向上します。手の動きを小さな動きにスケールし、手の震えを除去することができます。外科的合併症である手術部位感染の発生率も、これらのシステムによって低減されます。

ロボット支援外科手術には欠点もあり、外科医が直面する特定の問題があります。ロボット外科医は、手術中に身体的不快感を感じ、指の疲労が生じることがよくあります。これらの問題は、コントローラーを握る方法によるものです。ロボット外科手術で使用される2つの主要な握り方は、ピンチグリップとパワーグリップです。ピンチグリップは、世紀にわたって従来の手術で使用されてきた方法で、親指、中指、人差し指を使用して高精度の動きを行います。パワーグリップは、ハンドルを全手で握る方法で、通常、大きな動きに使用されます。

ピンチグリップは、特定の手と指の筋肉に負担を加えるため、疲労を引き起こすことがあります。一方、パワーグリップは精度が低いため、どちらも完璧な選択肢ではありません。

東京工業大学（東京テック）のSolmon Jeong氏とKotaro Tadano博士によって提出された、The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgeryに掲載された新しい研究は、新しい解決策を提案しています。

研究者は、2つの異なる握り方を組み合わせた新しいコントローラーを開発しました。Tadano博士によると、「ロボット外科手術では、2つの従来の握り方の限界は、それぞれの握り方の長所と短所に強く関連しています。したがって、組み合わせた握り方によってロボット外科手術中の操作性能が向上するかどうかを調査したいと思いました。これにより、2つの握り方の長所を活かし、短所を補うことができます。」

研究者は、概念実証実験で有望な結果を得ました。次に、3つの異なる握り方（ピンチ、パワー、または組み合わせ）に調整できるモジュラー コントローラーを備えたロボット外科システムを設計しました。結果は、失敗の数、所要時間、目標に到達するために行われた動きの全長など、多くの点で組み合わせた握り方が優れていたことを示しました。組み合わせた握り方は、実験に参加した多くの人にとって、使用が容易で快適でした。

「ロボット外科手術のマスター コントローラーの操作方法は、直感性、快適性、精度、安定性という点で大きな影響を与えます。正確な操作を可能にするだけでなく、快適な操作方法は、患者と外科医の両方に利益をもたらす可能性があります」とTadano博士は述べました。

新しい開発は、ロボット外科手術の進歩に重要な役割を果たすことになります。また、業界内での人間とロボットの間のギャップをさらに縮小することになります。