2011 Fiscal Year Annual Research Report
器械出し看護師ロボットにおける中枢神経系と末梢神経系の構築と統合に関する研究
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22300181
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
宮脇 富士夫 東京電機大学, 理工学部, 教授 (50174222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877)
大内 克洋 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 准教授 (20322084)
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| Keywords | 知能ロボティックス / 外科 / モデル化 / 情報工学 / Scrub Nurse Robot System / Uppaal Timed Automata / RFID / 手術器具予測 |
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| Research Abstract |
1)"外科モデルによるSNR駆動"および"術中情報取得による外科モデル駆動":Uppaal Timed Automata(UTA)とC++との間で信号の遣り取りが可能なアプリケーション・プログラムであるDTRONを開発・改良するとともに、C++で記述されたSNRサブシステムのアプリケーション・プログラムも改良することによって、本研究課題最大の目標が達成できた。したがって、サブシステムで取得したC++信号がDTRONを介してSNR頭脳内のUTA外科モデルを遷移させ、この遷移がDTRONを介してC++信号を発生させ、これによってSNRのアームを動かし器具提供を行わせるという、SNRの擬似的"随意運動"が可能となった。
2)鏡視下手術の手術野における手術器具使用情報自動取得サブシステムの発展:手術器具のシャフトに貼付した薄いフィルム状の市販RFIDタグの情報を読み取ることが可能なRFIDアンテナの試作は成功したが、まだ環境ノイズの影響を受けやすいという弱点がある。
3)手術器具の位置情報取得と個別認証が可能な器具トレイ・サブシステムの開発:1cm四方の空間分解能を有するRFID手術器具トレイは2個のRFIDユニットから構成され、各RFIDユニットは80個のRFIDアンテナ、1個のアンテナ切替器、1個のRFID制御ユニットから構成されるが、半導体切替によるアンテナの切替速度向上はまだ成功していない。
4)SNR3号機のハンドの改良:平滑な手術器具トレイ上に置かれた器具を確実に把持できるように、エアーチャックを使用したハンドを開発した。
5)内視鏡画像のリアルタイム解析:ニューラルネットワークによる内視鏡画像のリアルタイム解析を改良した。
6)手術器具予測機能:手術器具予測のアルゴリズムを改良し、対象手術の手順をどのように分割すれば一番的中率が上昇するのか、多数のパターンで比較検討した。
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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
本研究の最大の課題である"外科モデルによるSNR駆動"および"術中情報取得による外科モデル駆動"の鍵となるソフトウェア構築が成功したからである。この課題は本研究の独創性の最たるものと位置づけており、この達成には5年を要すると想定して課題申請したが、想定よりも早く達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
RFID技術を応用した手術器具の個別認証と位置同定に関するハードウェアの完成に努力を傾注する。また、内視鏡画像解析の新たな手法の模索も始める。
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