MRI室内での針生検を可能にするマスタースレーブロボットマニピュレータを開発

何が起きたか

MRI室内での腹部介入を目的とした、MRセーフなマスタースレーブ型ロボットマニピュレータが発表された。人間が操作する2+1自由度のマスターコントローラが、流体伝達を介して2+1自由度のスレーブマニピュレータに運動と力を伝達する。さらに、デジタルマスターコントローラにより、従来のスプリットアクシスやモード切替型ハイブリッド構成を超えるマルチモーダルな制御が可能となった。高入力インピーダンスで低漏れのエラストマー流体アクチュエータは遠隔の角度制御に、低摩擦のグラファイトピストンシリンダは針挿入軸の遠隔駆動に用いられ、ベッドサイドの流体配管長でもサブニュートンの力透過性とサブミリメートルの運動伝達を実現する。本装置は、手動・デジタル・ハイブリッド・協調の各制御モードでリアルタイムMRIガイド下介入を可能とし、支援付き組織穿刺、故障駆動型仮想固定具、フィードバック制御による動き補償などの協調タスクを提示している。予備的なMRスキャナ実験では、ベッドサイド手動制御モード構成での生体ブタ実験における機能的有用性が実証された。

Key Facts

なぜ重要か

MRIは軟部組織の描出に優れるが、強磁場環境のため従来のロボット介入は困難だった。本技術は流体伝達によりMR安全性を確保しつつ、手動から協調制御まで多様な操作モードを実現しており、リアルタイムMRIガイド下での高精度な針生検や介入治療の実用化につながる可能性がある。