超小型姿勢センサと生体情報センサを統合した手術手技評価システムの開発

• 研究課題/領域番号: 23700586
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 林 ゾウワ 早稲田大学, 理工学術院, 客員次席研究員(研究院客員講師) (00537243)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 医用ロボット / モーションキャプチャー / 手術手技評価 / モーション・キャフチャー / モーション・キャプチャー

研究概要

本研究では, 術者の動作を運動学および生物力学的に解析し, 手術のスキル評価をするために, どこでも容易に使用することができる,装着型電源内蔵式人間計測システムの開発を目指した.小型化したMEMSモーションセンサとEMG(筋電計)センサおよびワイヤレス通信技術を用いることにより, 高い装着性・携帯性を実現し,トレーニングルームや手術室だけでなく屋外でも使用することができた.総合的な手術手技評価の実験を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Objective Skill Evaluation for Laparoscopic Training Based on Motion Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Uemura, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Biomedical Engineering 巻: vol.60 号: 4 ページ: 977-985
  • DOI: 10.1109/tbme.2012.2230260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Online magnetic calibration of a cutting edge 9-axis wireless Inertial Measurement Unit (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 雑誌名: International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 巻: vol.39 号: 1-4 ページ: 779-785
  • DOI: 10.3233/jae-2012-1542
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Methodology for the Performance Evaluation of Inertial Measurement Units (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sessa, M. Zecca, Z. Lin, L. Bartolomeo, H. Ishii, and A. Takanish
  • 雑誌名: Journal of Intelligent and Robotic Systems 巻: 71 号: 2 ページ: 143-157
  • DOI: 10.1007/s10846-012-9772-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] New online calibration technique for magnetometer in wireless IMU (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 雑誌名: International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 巻: 掲載確定
  • 査読あり
• [雑誌論文] A methodology for the performance evaluation of Inertial Measurement Units in Vicon environment (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sessa, M. Zecca, Z. Lin, L. Bartolomeo, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 雑誌名: Journal of Intelligent and Robotic Systems 巻: 掲載確定
  • 査読あり
• [学会発表] Performance Evaluation of the Wireless Inertial Measurement Unit WB-4 with Magnetic Field Calibration (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, L. Bartolomeo, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Guangzhou, China
• [学会発表] Music conductor gesture recognition by using inertial measurement system for human-robot musical interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Cosentino, Y. Sugita, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, K. Petersen, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Guangzhou, China
• [学会発表] A Rat-like Robot WR-5 for Animal Behavior Research (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Shi, H. Ishii, H. Sugita, S. Kinoshita, Z. Lin, A. Takanishi, S. Okabayashi, N. Iida, and H. Kimura
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Guangzhou, China
• [学会発表] Assessment of walking quality by using Inertial Measurement Units (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Saito, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, L. Bartolomeo, S. Cosentino, K. Petersen, H. Ishii, T. Ikai, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Innovative Engineering Systems
  • 発表場所: Alexandria, Egypt
• [学会発表] Musical robots: towards a natural joint performance (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Cosention, Y. Sugita, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, K. Petersen, L. Bartolomeo, H. Ishii, K. Saito, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE InternationalConference on Innovative Engineering Systems
  • 発表場所: Alexandria, Egypt
• [学会発表] Motion recognition system for conductor and flutist robot interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Cosentino, Y. Sugita, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, K. Petersen, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌, 日本
• [学会発表] On the Development of a New Protocol to Induce Stress During Surgical Training: EMG Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, Z. Lin, M. Tomikawa, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Biomechanical Analysis of Induced Mental Stress in Laparoscopy Surgical Training by surface Electromyography (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, H. Ishii, H. Xu, M.Uemura, Y. Nagao, M. Tomikawa, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 学会等名: EEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics
  • 発表場所: Rome, Italy
• [学会発表] Musical robots: towards a natural joint performance (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Cosention, Y. Sugita, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, K. Petersen, L. Bartolomeo, H. Ishii, K. Saito, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Innovative Engineering Systems
  • 発表場所: Alexandria, Egypt
• [学会発表] Biomechanical Analysis of Induced Mental Stress in Laparoscopy Surgical Training by surface Electromyography (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, H. Ishii, H. Xu, M.Uemura, Y. Nagao, M. Tomikawa, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics
  • 発表場所: Rome, Italy
• [学会発表] Non Visual Sensor Based Shape Perception Method for Gait Controlof Flexible Colonoscopy Robot (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Lee, G. Ukawa, S. Doho, Z. Lin, H. Ishii, M. Zecca, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Phuket Island, Thailand
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Simulation Model Which Can Visualize the Shape of Flexible Colonoscope Using Orientation Sensor Network (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Lee, U. Genya, S. Doho, Z. Lin, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: IASTED International Conference Biomechanics
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Baseline adaptive wavelet thresholding technique for sEMG denoising (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, M. Zecca, S. Sessa, Z. Lin, Y. Mukaeda, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: International Symposium on Computational Model for Life Sciences
  • 発表場所: 富山, 日本
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] 人間の運動および生理指標の計測システムに関する研究-手術場面における術者の心理的安定性評価手法の検討- (2011)
  • 著者名/発表者名: 斎藤航平, 鈴木悠人, バルトロメオルカ, 林ゾウワ, 伊藤加寿子, 石井裕之, セッササルバトーレ, 植村宗則, 富川盛雅, 橋爪 誠, ゼッカマッシミリアーノ, 高西淳夫
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京都, 日本
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Development of a Cutting Edge 9-axis Wireless Inertial Measurement Unit (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, Z. Lin, S. Sessa, M. Zecca, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: 15th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
  • 発表場所: Napoli, Italy
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Surface EMG and Heartbeat Analysis Preliminary Results in Surgical Training: Dry Boxes and Live Tissue (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Bartolomeo, Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, H. Xu, M. Uemura, M. Tomikawa, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 学会等名: 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Development of the Wireless Ultra-miniaturized Inertial Measurement Unit WB-4: Preliminary, Performance Evaluation (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, L. Bartolomeo, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Towards high-level, cloud-distributed robotic telepresence : Concept introduction and preliminary experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Petersen, K. Fukui, Z. Lin, N. Endo, E. Kazuki, H. Ishii, M. Zecca, A. Takanishi, T. Asfour, and R. Dillmann
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
  • 発表場所: Atlanta, Georgia, USA
  • 年月日: 2011-07-31
• [学会発表] Waseda Bioinstrumentation System WB-3 as a Wearable Tool for Objective Laparoscopic Skill Evaluation (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Uemura, M. Zecca, S. Sessa, H. Ishii, M. Hashizume, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] WB-3 and WB-4 Systems and their Medical Applications, Workshop of Measuring and Understanding Human Movements and Emotions (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Zecca, and A. Takanishi
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] Towards high-level, cloud-distributed robotic telepresence: Concept introduction and preliminary experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Petersen, K. Fukui, Z. Lin, N. Endo, E. Kazuki, H. Ishii, M. Zecca, A. Takanishi, T. Asfour, and R. Dillmann
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
  • 発表場所: Atlanta, Georgia, USA
• [学会発表] Non Visual Sensor Based Shape Perception Method for Gait Control of Flexible Colonoscopy Robot (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Lee, G. Ukawa, S. Doho, Z. Lin, H. Ishii, M. Zecca, and A. Takanishi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Phuket Island, Thailand
• [学会発表] Development of the Wireless Ultra-miniaturized Inertial Measurement Unit WB-4: Preliminary Performance Evaluation (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Zecca, S. Sessa, L. Bartolomeo, H. Ishii, and A. Takanishi
  • 学会等名: 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] 人間の運動および生理指標の計測システムに関する研究-手術場面における術者の心理的安定性評価手法の検討- (2011)
  • 著者名/発表者名: 斎藤航平, 鈴木悠人, バルトロメオ ルカ, 林ゾウワ, 伊藤加寿子, 石井裕之, セッサ サルバトーレ, 植村宗則, 富川盛雅, 橋爪誠, ゼッカ マッシミリアーノ, 高西 淳夫
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会(招待講演)
  • 発表場所: 東京都, 日本
• [学会発表] WB-3 and WB-4 Systems and their Medical Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, M. Zecca, and A. Takanishi
  • 学会等名: Workshop of Measuring and Understanding Human Movements and Emotions, 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation(招待講演)
  • 発表場所: Shanghai, China