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2015 Fiscal Year Annual Research Report

単孔式腹腔鏡下手術に対する安全手術支援システムの開発

Research Project

Project/Area Number 25330312
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

石井 千春  法政大学, 理工学部, 教授 (80296079)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords単孔式腹腔鏡下手術 / 安全手術支援システム / 脳波 / 表面筋電位 / 手術手技自動識別
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、手術中の医師の表面筋電位と脳波の測定に基づき、手術手技の自動識別を行い、特に医療ミスに繋がりやすい手術手技に対して、通常の操作と異なる操作を検知し、これを医師に提示することにより、単孔式腹腔鏡下手術における医療ミスを防止する、安全手術支援システムを構築することである。最終年度は以下の内容を実施した。
[g] 検証実験および評価:構築した安全手術支援システムの有効性の検証を行うため、シミュレーションボックスを用い、結紮操作を行った経験がない被験者5名に、カメラのみの映像下で糸結び動作を5回ずつ行ってもらい、そのときの鉗子操作力データを取得した。その後、本安全手術支援システムによって、操作者本人の鉗子操作力と熟練医による目標値を比較しながら糸結び動作を練習してもらい、練習前と同様に、カメラのみの映像下で糸結び動作を5回ずつ行ってもらい、鉗子操作力を取得した。鉗子操作力が目標値内であれば成功とし、練習前後での成功率の増減を見ることで安全手術支援システムの評価を行った。練習後、どの被験者も目標値内の鉗子操作力で糸結び動作を行える回数が増加し、成功率が上がった。これより、本システムにより、糸結び動作を行う際の適切な力加減を習得でき、本システムを手術の安全性を高めるための多重安全化の1つの対策として利用できると結論する。
また、システムの性能向上のため、ドライ・ウェット実験下で縫合操作を行った際の熟練医と研修医の生体信号のデータ収集も行った。
9月には、医工連携で共同研究を行っている北海道大学医学部消化器外科Iのリサーチカンファレンスにおいて、本安全手術支援システムについて発表を行った。
さらに、開発した単孔式腹腔鏡下手術用支援ロボットの操作性について、および軸力の力覚フィードバックにおける梁理論に基づいたスケーリング方法に関して、国際学会において発表を行った。

  • Research Products

    (31 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Scaling Method for Force Feedback of Forceps Manipulator Based on Beam Theory2016

    • Author(s)
      S. Maeda, K. Oiwa and C. Ishii
    • Journal Title

      International Journal of Pharma Medicine and Biological Science

      Volume: Vol.5, No.1 Pages: 23-30

    • DOI

      10.18178/ijpmbs.5.1.23-30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Maneuverability Evaluation of a Surgical Robot for Single-Port Surgery2016

    • Author(s)
      K. Oiwa, S. Maeda and C. Ishii
    • Journal Title

      International Journal of Pharma Medicine and Biological Science

      Volume: Vol.5, No.1 Pages: 38-43

    • DOI

      10.18178/ijpmbs.5.1.38-43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of Performance of Sensory Feedback System for Myoelectric Prosthetic Hand2016

    • Author(s)
      T. Morita and C. Ishii
    • Journal Title

      International Journal of Pharma Medicine and Biological Science

      Volume: Vol.5, No.1 Pages: 44-51

    • DOI

      10.18178/ijpmbs.5.1.44-51

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Performance of the Surgical Robot HASROSS2016

    • Author(s)
      K. Oiwa, S. Maeda and C. Ishii
    • Journal Title

      Proceedings of the second IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization

      Volume: - Pages: TT1-5(1-6)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Scaling Method of Force Feedback for Surgical Robot for Single-Port Surgery2016

    • Author(s)
      S. Maeda, K. Oiwa and C. Ishii
    • Journal Title

      Proceedings of the second IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization

      Volume: - Pages: TT1-4(1-6)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of an Algorithm for Estimation of Reaction Torque and Compensation for Elongation of Wire for Wire-actuated Robotic Forceps2015

    • Author(s)
      C. Ishii and G. Komada
    • Journal Title

      International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing

      Volume: Vol.3, No.2 Pages: 69-73

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Automatic Identification for Laparoscopic Surgical Procedure for Ligation and Online Distinction of Abnormal Manipulation for Thread Knotting2015

    • Author(s)
      C. Ishii, T. Sato, K. Murano, H. Kawamura
    • Journal Title

      International Journal of Clinical Medicine

      Volume: Vol.6, No.1 Pages: 887-898

    • DOI

      10.4236/ijcm.2015.612116

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a New Type of Lightweight Power Assist Suit for Transfer Work2015

    • Author(s)
      C. Ishii, H. Yamamoto and D. Takigawa
    • Journal Title

      Proceedings of 3rd Asia-Pacific Conference on Computer Aided System Engineering

      Volume: - Pages: 208-213

    • DOI

      10.1109/APCASE.2015.44

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高齢者の服薬管理及び軽度認知症予防のためのAndroid用アプリケーション開発2016

    • Author(s)
      大澤直太,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 関東学生会第55回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-10 – 2016-03-10
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術用腹腔鏡ロボットのKinectによる操作2015

    • Author(s)
      村澤伊織,室伏脩平,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術トレーニングシステムの開発 -左右鉗子の協調作業に対する評価方法の提案と検証-2015

    • Author(s)
      村野海斗,小林竜也,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] リハビリテーション用脚部パワーアシストスーツの開発-片麻痺患者の立ち上がり動作の補助-2015

    • Author(s)
      山尾一輝,小林稔彦,石井千春
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] ヘッドセット型BCIを用いた電動車いすの制御 -ニューラルネットワークによる表情識別-2015

    • Author(s)
      松澤海良,小西遼一,石井千春
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] 眼電位を用いた電動車いすの制御 -SVMを用いた不随意性瞬目と随意性瞬目の識別-2015

    • Author(s)
      齊藤弘諭,小西遼一,石井千春
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] ペルチェ素子を用いた筋電義手の温度感覚フィードバック装置の開発2015

    • Author(s)
      植田勇貴,森田高州,石井千春
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] 腹腔鏡下結紮手技における鉗子操作力を提示するトレーニングシステムの開発2015

    • Author(s)
      小林竜也,村野海斗,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学芝浦キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] 単孔式腹腔鏡下手術支援用ロボットの操作性評価2015

    • Author(s)
      大岩克耀,前田翔太郎,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      第58回 自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学六甲台第2キャンパス(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術用鉗子マニピュレータの力覚フィードバックにおける梁理論に基づくスケーリング法2015

    • Author(s)
      前田翔太郎,大岩克耀,石井千春
    • Organizer
      第58回 自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学六甲台第2キャンパス(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [Presentation] 筋電義手における感覚フィードバック装置の性能向上に関する研究2015

    • Author(s)
      森田高州,石井千春
    • Organizer
      第58回 自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学六甲台第2キャンパス(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [Presentation] 単孔式腹腔鏡下手術用内視鏡ロボットの生体信号収集ヘッドセットによる操作2015

    • Author(s)
      室伏脩平,村澤伊織,松澤海良,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 鉗子操作力を提示する腹腔鏡下手術トレーニングシステムの開発2015

    • Author(s)
      小林竜也,村野海斗,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 左右の鉗子のコーディネーションを評価する腹腔鏡下手術トレーニングシステムの開発2015

    • Author(s)
      村野海斗,小林竜也,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 高齢化社会に向けたロボット技術の医療・福祉への応用2015

    • Author(s)
      石井千春
    • Organizer
      第2回とやまロボットセミナー
    • Place of Presentation
      技術交流ビル(富山県富山市)
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-09
    • Invited
  • [Presentation] Applications of Robot Technology to Medical and Assistive Devices2015

    • Author(s)
      C. Ishii
    • Organizer
      The 1st International Conference on Computer Science and Computational Intelligence
    • Place of Presentation
      BINUS UNIVERSITY (Jakarta, Indonesia)
    • Year and Date
      2015-08-24 – 2015-08-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ブレイン・マシン・インタフェース(BMI)のための脳波の解析手法に関する研究2015

    • Author(s)
      松尾拓実,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 単孔式腹腔鏡下手術(SPS)用内視鏡ロボットの設計と位置制御2015

    • Author(s)
      村澤伊織,室伏脩平,石井千春,川村秀樹
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 生体信号収集ヘッドセットEmotiv EPOCを用いた電動車いすの制御2015

    • Author(s)
      松澤海良,小西遼一,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 筋電義手の温度覚フィードバック2015

    • Author(s)
      植田勇貴,森田高州,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 義足のつま先部の改良による歩容改善に関する研究2015

    • Author(s)
      藤林温子,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 眼電位(EOG)を用いた電動車いすの制御2015

    • Author(s)
      齊藤弘諭,小西遼一,石井千春
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Remarks] 医療・福祉ロボティクス研究室

    • URL

      http://mwrlab.ws.hosei.ac.jp/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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