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Measurement of Kinetics and Skill Characterization for the Dialysis Needling

Research Project

Project/Area Number 20K12771
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionKanagawa Institute of Technology

Principal Investigator

Yasuaki Ohtaki  神奈川工科大学, 健康医療科学部, 准教授 (50344693)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords穿刺 / 巧みさ / センサ / 姿勢 / 角度 / 把持 / 力 / 医療 / 慣性センサ / 操作 / 穿刺針 / 力覚 / 運動
Outline of Research at the Start

血液透析治療においては、透析用穿刺針の血管への穿刺と留置の確実性を高めることが重要です。針の刺入は皮膚や血管の状態に応じて高度に調整されますが、これには術者の手先感覚の関与も多いとされます。透析用穿刺針にそのまま搭載可能な姿勢センサや力覚センサなどを用いて、針の刺入の状況、動かし方や操作の力加減を捉えて、手技の巧みさを特徴化する試みです。

Outline of Final Research Achievements

This study was conducted with the aim of quantifying the skill involved in the insertion of a puncture needle in dialysis treatment. We propose a novel approach based on the characteristics observed in the posture and force of the puncture needle, using miniature sensors mounted on a puncture needle. We evaluated its possibility using a simulated skin-blood vessel model in a laboratory experiment. The subjects were skilled dialysis practitioners and novices with knowledge but no practical experience. The experimental tasks were needle insertion in regular dialysis or buttonhole puncture. The effectiveness of this method was demonstrated by revealing the skill difference in the comparison. The difference in the penetration angle and gripping force trends during dialysis needling seemed to represent their technical skillfulness.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

穿刺は伝承が困難な医療手技のひとつともいわれるが、熟練者が有する技量の感覚を定量的なデータに基づき記述できれば、医療施設における手技の継承に有効である。また、自動穿刺装置等の将来技術への貢献が期待できる。現行、所定の刺入角度を再現することが求められる手技においても、針の状況を簡易にモニタする方法として適用が考えられる。事例、症例との関連でデータを蓄積していけることも重要な要件となり、本研究成果はそのための一方法を提案しうる。将来的に安全確実で治療効率の高い医療技術の実現に繋がる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 慣性センサによる針姿勢の計測とエコーガイド下穿刺における融合2023

    • Author(s)
      大瀧保明, 佐藤良亮, 川崎路浩
    • Organizer
      日本機械学会2023 年度年次大会講演論文集
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 穿刺針と併用するレーザー測距デバイスによる針刺入深さの計測法2023

    • Author(s)
      藤原夕芽, 大瀧保明
    • Organizer
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門講演会 (IIP2024)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Tracking Needle Posture with IMU is Useful for Revealing Hemodialysis Puncture Skillfulness2022

    • Author(s)
      Yasuaki Ohtaki, Fumiya Kobayashi
    • Organizer
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エコーガイド下穿刺における姿勢計測と慣性センサの適用2022

    • Author(s)
      大瀧 保明, 佐藤良亮
    • Organizer
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門(IIP 部門)講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 穿刺針に加わる力の計測(ボタンホール穿刺の評価に向けた基礎的検討)2022

    • Author(s)
      大瀧保明, 村山絢, 小林史弥
    • Organizer
      日本機械学会IIP2022 情報・知能・精密機器部門講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 穿刺の巧緻性に関する定量的把握2021

    • Author(s)
      大瀧保明
    • Organizer
      第25回日本透析アクセス医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 透析用穿刺針に搭載する慣性センサによる穿刺手技の計測2021

    • Author(s)
      大瀧 保明,藤原 和希,松下 大地
    • Organizer
      日本機械学会 IIP2021 情報・知能・精密機器部門(IIP部門)講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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