| 研究課題/領域番号 |
20H04158
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
柴田 裕一郎 長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (10336183)
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| 研究分担者 |
上松 聖典 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (30380843)
諸麥 俊司 中央大学, 理工学部, 准教授 (70346930)
北岡 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80234235)
眞邉 泰斗 長崎大学, 情報データ科学部, 助教 (90908534)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 振動抑制 / FPGA / 画像処理 / マイクロサージャリー / 振戦抑制 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、顕微鏡下での繊細な操作を要求されるマイクロサージャリーを容易にするために、術者の振戦（不随意な律動的ふるえ）による振動を抑制しマイクロ手術器具を安定化する画像ベースのアクティブ型振動抑制の計算システム基盤の確立を目的とする。独創的な要素技術として、（1）FPGA（プログラム可能なハードウェア）を用いた高速画像処理による振動情報抽出、（2）低遅延ゼロ位相周波数フィルタのFPGA実装による術者の意図的な操作と振戦の信号分離、（3）超小型振動モータによる手技の妨げとならない小型軽量加振機構を開発する。プロトタイプシステムの試作と実験を通じて、提案手法の効果と課題を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
顕微鏡下での繊細な操作を要求されるマイクロサージャリーを容易にするために、術者の不随意な微小振動を抑制し手術器具を安定化する画像ベースのアクティブ型振動抑制の技術基盤の確立を目的とし、 (1)FPGA(プログラム可能なハードウェア)を用いた高速画像処理による振動情報抽出機構、(2)低遅延周波数フィルタのFPGA実装による術者の意図的な操作と振戦の信号分離機構、(3)超小型振動モータによる手技の妨げとならない小型軽量加振機構を実現し、その効果を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
画像から振動情報を抽出する試みはこれまでにも行われてきたが、小型の画像処理ハードウェアによってリアルタイムに振動情報を抽出することは難しかった。本研究ではハードウェア化に適した処理手順の工夫を行うことでこれを可能とし、シミュレーションだけではなく、実際の機械機構と組み合わせて振動抑制効果を示した点に学術的意義がある。また、小型で低消費電力なシステムで映像から振動情報を取り出せる技術は、他のさまざまなモニタリングシステムにも広く応用可能である。
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