| 研究課題/領域番号 |
18K18409
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 沼津工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
青木 悠祐 沼津工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (70584259)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 超音波診断支援ロボティクス / 協調動作 / 負荷計測 / 超音波検査教育 / 筋電位解析 / モーションキャプチャ / 断層像処理 / 超音波診断支援ロボット / 筋疲労解析 / ROS / プローブプランニング / 熟練手技解析 / 医用画像処理 / メンタルローテーション / 意図推定 / 負荷軽減 / 医用ロボティクス / 超音波診断・治療補助ロボット / 生体信号計測 / 人間機械協調 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，超音波診断における医師の手技・経験・感覚を変換する創発協調ロボット制御の確立を目的に，まず筋骨格系障害のリスク低減を目的とした負荷可視化システムを構築した．シンデレラ仮説に基づいた収縮強度と周波数解析による筋疲労評価を行い，新たな指標として収縮強度増減率を定義することで検査者ごとの疲労解析が可能となった．次に，モーションキャプチャによるプローブ位置・姿勢計測と取得断層像を組み合わせた超音波検査教育システムを提案した．最後に，超音波診断支援ロボティクスを構築し，協調動作時の検査者負荷を計測，生体信号解析することで設置環境・個人差による協調動作への影響を定量評価できるようになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で示した「どの位置にプローブを当てるとどんな断層像が得られる」といった空間把握能力のロボットへの実装は，協調ロボティクスにおいて「どのような大きさ・向きの力を加えればロボットが思い通りに動くのか」のような人とロボットの位置関係を頭の中で変換する能力，すなわち人の意図推定へと繋がる価値がある．
また，総合診療領域における超音波検査POCUSへの関心が高まっている一方，超音波教育に課題が残る現状に対して，本研究の成果であるプローブ走査手技を計測し，取得断層像と関連付けたデータベースを構築，その手技を再現するロボットの存在は研修医へのトレーニング効果を発揮するといえる．
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