Hybrid Haptic Interface which can display cutting force of biological soft tissue by a surgical instrument

• Project/Area Number: 22760181
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: TSUJITA Teppei 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40554473)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2011: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: ロボティクス / 機能性流体 / ハプティックインタフェース / 機械力学・制御 / 知能機械 / バーチャルリアリティ

Research Abstract

A novel encountered-type haptic interface for surgical simulators is proposed. This interface has a container of MR (Magneto-Rheological) fluid and an operator puts a surgical tool into the fluid and can feel resistance force by moving the tool. Since the tool is not mounted mechanically on a haptic interface, an operator can change tools easily and the device can be applied to simulations which require several tools.

Research Products

• [Journal Article] Design and Evaluation of an Encountered-type Haptic Interface Using MR fluid for Surgical Simulators, Advanced Robotics (2013)
  • Author(s): Teppei Tsujita, Kazuya Sase, Atsushi Konno, Masano Nakayama, XiaoShuai Chen, Koyu Abe and Masaru Uchiyama
  • Journal Title: Taylor & Francis Volume: vol. 27, no. 7 Issue: 7 Pages: 525-540
  • DOI: 10.1080/01691864.2013.777013
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MR流体を用いた手術シミュレータ用遭遇型力覚提示装置による切断感覚提示 (2012)
  • Author(s): 井上祐人,亀山卓也,佐瀬一弥,辻田哲平,姜欣,安孫子聡子,内山勝
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-19
• [Presentation] 生体軟組織切断感覚提示のためのMR流体の流動特性解析 (2012)
  • Author(s): 亀山卓也,辻田哲平,佐瀬一弥,姜欣,安孫子聡子,内山勝
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-19
• [Presentation] 実脳モデルを用いた脳裂開放シミュレータの実時間性評価 (2012)
  • Author(s): 佐瀬一弥,中山雅野,佐竹恵和,安孫子聡子,姜欣,辻田哲平,近野敦,内山勝
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
  • Place of Presentation: 浜松
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] Development of a Haptic Interface Using MR Fluid for Displaying Cutting Forces of Soft Tissues (2012)
  • Author(s): Teppei Tsujita, Manabu Ohara, Kazuya Sase, Atsushi Konno, Masano Nakayama, Koyu Abe and Masaru Uchiyama
  • Organizer: IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation
  • Place of Presentation: St. Paul, USA
  • Year and Date: 2012-05-15
• [Presentation] MR流体により力覚提示する手術シミュレータの開発 (2011)
  • Author(s): 佐瀬一弥,陳暁帥,富田将茂,辻田哲平,近野敦,中山雅野,阿部幸勇,内山勝
  • Organizer: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-12-24
• [Presentation] Identification of Physical Properties of Swine Liver for Surgical Simulation Using a Dynamic Deformation Model (2011)
  • Author(s): Xiaoshuai Chen, Masano Nakayama, Teppei Tsujita, Xin Jiang, Satoko Abiko, Koyu Abe, Atsushi Konno and Masaru Uchiyama
  • Organizer: IEEE/SICE Int. Symp. on System Integration
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2011-12-22
• [Presentation] Identification of Physical Properties of Swine Liver for Surgical Simulation Using a Dynamic Deformation Model (2011)
  • Author(s): Xiaoshuai Chen, Masano Nakayama, Teppei Tsujita, Xin Jiang, Satoko Abiko, Koyu Abe, Atsushi Konno, Masaru Uchiyama
  • Organizer: IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-12-22
• [Presentation] 生体軟組織破壊シミュレーションの検証 (2011)
  • Author(s): 中山雅野,辻田哲平,陳暁帥,姜欣,近野敦,内山勝
  • Organizer: 生体医工学シンポジウム
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 生体軟組織破壊シミュレーションの検証 (2011)
  • Author(s): 中山雅野, 辻田哲平, 陳暁帥, 姜欣, 近野敦, 内山勝
  • Organizer: 生体医工学シンポジウム2011
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] MR流体により生体軟組織切断感覚を提示するハプティックインタフェースの開発 (2011)
  • Author(s): 辻田哲平,佐瀬一弥,小原学,近野敦,中山雅野,阿部幸勇,内山勝
  • Organizer: 第29回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] 軟組織動的モデルを用いた手術シミュレーションの検証実験 (2011)
  • Author(s): 陳暁帥,中山雅野,辻田哲平,近野敦,内山勝
  • Organizer: 第29回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] 軟組織動的モデルを用いた手術シミュレーションの検証実験
  • Author(s): 陳暁帥，中山雅野，辻田哲平，近野敦，内山勝
  • Organizer: 第29回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] MR流体により生体軟組織切断感覚を提示するハプティックインタフェースの開発
  • Author(s): 辻田哲平，佐瀬一弥，小原学，近野敦，中山雅野，阿部幸勇，内山勝
  • Organizer: 第29回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ＭＲ流体により力覚提示する手術シミュレータの開発
  • Author(s): 佐瀬一弥，陳暁帥，富田将茂，辻田哲平，近野敦，中山雅野，阿部幸勇，内山勝
  • Organizer: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Development of a Haptic Interface Using MR Fluid for Displaying Cutting Forces of Soft Tissues
  • Author(s): Teppei Tsujita, Manabu Ohara, Kazuya Sase, Atsushi Konno, Masano Nakayama, Koyu Abe and Masaru Uchiyama
  • Organizer: IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
  • Place of Presentation: セントポール，米国
• [Presentation] 脳神経外科手術シミュレータ用力覚提示装置の開発と評価
  • Author(s): 庄司怜平，井上祐人，陳暁帥，中山雅野，阿部幸勇，姜欣，安孫子聡子，辻田哲平，近野敦，内山勝
  • Organizer: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門ロボティクス・メカトロニクス講演会’12
  • Place of Presentation: 浜松
• [Presentation] 実脳モデルを用いた脳裂開放シミュレータの実時間性評価
  • Author(s): 佐瀬一弥，中山雅野，佐竹恵和，安孫子聡子，姜欣，辻田哲平，近野敦，内山勝
  • Organizer: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門ロボティクス・メカトロニクス講演会’12
  • Place of Presentation: 浜松
• [Presentation] Development of an Eddy Current Brake System for Detumbling Malfunctioning Satellites
  • Author(s): Fumihito Sugai, Satoko Abiko, Teppei Tsujita, Xin Jiang, and Masaru Uchiyama
  • Organizer: IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] MR流体を用いた手術シミュレータ用遭遇型力覚提示装置による切断感覚提示
  • Author(s): 井上祐人，亀山卓也，佐瀬一弥，辻田哲平，姜欣，安孫子聡子，内山勝
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 生体軟組織切断感覚提示のためのMR流体の流動特性解析
  • Author(s): 亀山卓也，辻田哲平，佐瀬一弥，姜欣，安孫子聡子，内山勝
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Remarks]
  • URL: http://www.space.mech.tohoku.ac.jp/~tsujita/mrhaptic-j.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 力覚提示装置 (2011)
  • Inventor(s): 辻田哲平
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学
  • Industrial Property Number: 2011-166637
  • Filing Date: 2011-07-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 力覚提示装置 (2011)
  • Inventor(s): 辻田哲平
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学
  • Industrial Property Number: 2011-166636
  • Filing Date: 2011-07-29