2018 Fiscal Year Research-status Report
脳活動のバラツキを考慮した手術支援ロボットの信頼性設計
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18K18405
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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, 助教 (70724566)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 医用システム / 手術支援ロボット / ロボット支援手術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、仮想空間内で模擬した手術支援ロボットのシミュレーションシステムを構築し、人がそのシミュレータを操作している際の脳活動を取得し解析する。本研究の目的は、人の脳活動の試行差や個人差におけるバラツキを考慮し、信頼性設計理論を用いて確率分布モデルからロボットの構造の最適解を導出することである。実施計画では、初年度にシミュレーションシステムを改良し、データを取得する。確率分布モデルの構築と当てはめを実施する。
本年度は、既に開発しているシミュレーションシステムを改良した。これまでのシミュレーションシステムは、触力覚フィードバックの無い条件下で再現していた。この理由は視覚フィードバックさえあれば十分であるとの医師のヒアリングがあったためである。しかし、Noviceなどにおいては視覚フィードバックでは不十分なケースもあり、また、シミュレーションシステムの都合上、力覚フィードバックを無視して操作することもできてしまうために追加実装した。開発したシミュレーションシステムを用いて、人のモーションと縫合精度のバラツキを取得し解析した。そして、適切な確率分布モデルの当てはめをAIC（赤池情報量基準）を用いて実施した。対象とするモデルは、正規分布、ワイブル分布、ガンマ分、対数正規分布とした。これらの中から最も適切なモデルを推定し、その当てはまりの良さを定量化した。そして、どの分布がよく当てはまるのかを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
手術支援ロボットシミュレーションシステムを改善し、臓器モデル表面にバネマスダンパ系を組み込むことで、力覚フィードバックを追加実装した。改善したシミュレーションシステムにより、本研究の対象タスクである針かけ時に臓器からの反発力を受け、術者はより巧緻な操作性を求められることとなった。開発したシミュレーションシステムを用いて、人のモーションと縫合精度を取得し解析した。
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| Strategy for Future Research Activity |
改善したシミュレーションシステムを用いて、操作時の脳活動を取得し解析する。また、得られたモーションと縫合精度から最適解を導出し、脳活動ベースの最適解と照合する。
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| Causes of Carryover |
改良したシミュレーションシステムを用いて解析するPCに使用するため。
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