2014 Fiscal Year Annual Research Report
人側／装置側の両者の力触覚機能向上による新しい医用力覚呈示システム
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25282156
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
栗田 雄一 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80403591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 敏夫 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90179995)
惠木 浩之 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 特任講師 (20403537)
永田 和之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (10357634)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コンピュータ外科 / ヒューマンインタフェース / 力覚・触覚 / 医用工学 / トレーニングシミュレータ / 人間拡張 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は，主に（１）モックアップ臓器に対する力覚重畳手法の開発，
（２）触覚感度向上デバイスの手術用鉗子への適用と効果検証ならびに触覚受容器発火ネットワークモデルに基づく確率共鳴現象を効率的に起こすための適切なノイズ強度に関する考察を行った．（１）については，柔らかい樹脂でできた心臓ならびに肝臓の３Ｄモックアップを購入ならびにＭＲＩ画像から３Ｄプリントして製作した．これに対して，力覚デバイスにより力を付加することで，部位によって異なる硬さを提示できることを確認した．（２）については，振動発生デバイスを手術用外科鉗子に装着し，これを稼働させたときに，外科手技に必要となる力の知覚精度が有意に向上することを外科医による実験でも確認した．また昨年度に構築したFitzHugh-Nagumo神経発火モデルをベースにこれをネットワーク化し，４つの触覚受容器の発火閾値を従来文献の値を本に入力することで，皮膚内部の受容器応答をシミュレーションできるようにした．
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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
力覚提示の課題について，形状を模した模擬臓器型補助物体の製作が完了するとともに，補助物体に対する力覚重畳手法について大まかな方法が定まりつつある．知覚向上の課題について，確率共鳴現象による触覚知覚感度向上が，外科医がふだん利用している手術用外科鉗子を使ったときでも起こることを確認した．また触覚受容器発火ネットワークモデルを構築することができ，確率共鳴による触覚知覚感度向上を効率的に起こすための適切なノイズ強度を考察できる環境が整った．性能評価の課題について，医学分野で一般的に使われているスキル評価指標での評価を行うことができた．
以上のことから，おおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
力覚提示の課題について，製作した臓器を模したモックアップ臓器に対して，画像ならびに力覚の両者をプロジェクションするシステムを構築する．また，これをドライボックス型トレーニングシミュレータと統合したトレーニングシステムの開発に取り組む．知覚向上の課題について，Ｈ２６年度までに構築した受容器発火ネットワークモデルを用いて，人に与えるべき理想的なノイズ強度について，シミュレーション結果と被験者実験結果を比較しながら検討していく．性能評価の課題について，引き続き医学分野でのスキル評価指標を参考にしながら，臨床における有用性を評価していく．
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| Causes of Carryover |
ＭＲＩデータからのオーダーメイドモックアップ臓器製作費が予想以上にかかったため，製作する数を減らした差額が繰り越された．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Ｈ２７年度配分予算と合算してあらためてオーダーメイドモックアップ臓器製作を依頼するか，もしくは既存品を複数個購入することを検討する．
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