手術支援ロボットにおける運動力学評価を用いた技術評価とトレーニング法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09041
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 瀧口 修司 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00301268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 了 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (70423853) ; 田中 達也 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (20529169)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: モーションキャプチャー / 手術支援ロボット / リストワーク / 手関節 / トレーニング

Outline of Annual Research Achievements

スポーツ熟達者の身体や手指の動きをモーションキャプチャーで解析する研究が行われているように、医療手技にもモーションキャプチャーを適応できると考えた。ロボット支援手術の手術手技に習熟した上級医の動き、特にリストワークを解析することで、若手外科医が効率的に短期間で上級医の手術手技を習熟できることを目的としている。操作のコツを学んでからシミュレーターでトレーニングを行うことによって、手技のラーニングカーブの立ち上がりが、より早まるのではないかと考えている。
まずは手術支援ロボットを操作するコンソールにおいて、光学式モーションキャプチャーで用いるビデオカメラの設置方法を検証した。想像した以上に死角が多く、予定した少数のカメラでは動きを捉え切ることができなかった。高性能なカメラを用いて台数を増やして試みること、また、手指にデバイスを装着する慣性式のモーションキャプチャーで上手くデータが得られるかどうかをデモンストレーションを繰り返し、確認していく予定である（現在のところCOVIDの影響もあり、業者の立ち入り制限等から十分なデモができていない）。
解析する対象として、今回焦点を当てている「リストワーク」が特に重要であるシミュレーションタスクをいくつか選定した。上級医および若手外科医による操作でどのようにリストワークが異なるか、動画で目視にて専門家に評価して頂き、どの解析方式が適切か助言を頂きつつ、モーションキャプチャーの様式と装置の決定をしていく。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初予定していた光学式のモーションキャプチャー装置のデモを行った。しかし、学外の専門家より、その装置では精度に問題があるとの指摘を受けて、他の装置での検討を追加で行っている。COVIDの影響で業者の立ち入り制限等もあり、業者や専門家との相談やデモが予定通り行えずにいるため、進捗が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

複数の装置を用いて追加で検証をしている最中であり、本研究に最も有効なモーションキャプチャー様式と装置を早急に決めたい。また、装置を購入した後に選定したシミュレーションタスクで実際のデータ採取を始めていき、解析を始める。

Causes of Carryover

前述のように、COVIDの影響で機器のデモンストレーションが十分にできず、研究で用いるモーションキャプチャーの装置の決定できず、購入に至らなかった。今年度に、昨年度分の額で機器を購入して、研究を継続していく。