2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of surgical robot with consideration of embodiment by operator's muscle activity analysis
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16H07265
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
三浦 智 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (70724566)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 医用システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハプティックな反力を術者に返す手術支援シミュレーションを開発した．シミュレーションは2つのハプティックデバイスを用いて両手で操作し，針を臓器面の特定のポイントに刺入し，そしてまた別のポイントから刺出するタスクを想定している．この針をかけるタスクは，手術の多様な手技の中でも特に難しいものの1つとして挙げられるために選択した．これまでの手術支援シミュレーションは，視覚的な変化のみに留まり，動力学的な反力を返すことがされていなかった．そのため，臓器面へのマニピュレータの透過など，操作者が意識しなければ操作の複雑さを無視できてしまうシステムであった．そのため，手術支援シミュレーションに動力学的な反力を操作者に返し，あたかも臓器などにマニピュレータが触れているまたは衝突しているかのような感覚で操作を可能とする．シミュレーションのベースとなる動力学を新調し，反力を返すメカニズムについても独自に開発した．マニピュレータについてもより寸法や系を実際に近い形に更新し，より多様な構造で試験できるように開発した．
開発したシミュレーションを用いて試験的に筋活動量を計測できることを確認した．計測の際には，モーションキャプチャシステムおよび筋電計を用いて，シミュレーションを操作中の術者がどのように筋活動量を発揮しているのかを計測した．マニピュレータの構造や軌道によっては冗長な操作となり，筋活動に負担が生じていることが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
筋活動量の計測方法の構築だけに留まらず，ハプティックな反力を返すシミュレーションとして新たに開発した．これにより，より臨床に近い環境でロボットの設計および評価ができるようになったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
新たなシステムの構築により，筋活動量の計測が可能となった．このシステムを用いて筋活動量の計測を繰り返し，手術支援ロボットの構造最適化を実施する．
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