| 研究概要 |
近年,医療の高度化に伴い血管の縫合や眼球の手術などの微細な生体器官に対する手術が要求されてきている.一方,医師はピンセットや針などで生体に対して手術を行うが,人間本来の筋肉やそれを制御する神経系の特性により,手先に自励的な振動現象が見られる.従って,よほど熟練した医師でなければ手先のふるえにより,正確な手術を行うことができない.これは作業が微細になればなるほど顕著となる.このような人間の振動特性を抑制する装置をとりつけた手術器具を開発すれば,熟練した医師のみならず,経験の浅い医師においても正確な手術が可能になると考えられる.本研究の目的は微細作業中の人間の振動特性の解析とその振動を効率的に抑制する制御法を開発することである.
平成9年度は,微細作業時の人間の自励振動特性を解析し,それを抑制する制御アルゴリズムの開発のための基礎データを得るため,医療用のピンセットによる微細位置決め作業をしたときの,ピンセット先端位置を計測した.姿勢は,立位,座位,肘固定,手首固定の4種類とし,それぞれのピンセット先端の振動の振幅と周波数を観察した.その結果,以下のことがわかった.
1.手首固定,肘固定,座位,立位と動作する自由度が大きくなるにつれて,ふるえの振幅は大きくなる.
2.振動はピンセットを左右に振らせる方向に大きくなっている.これは,肘や 手首の回転など左右方向に作用する部位が多いためである.
3.軽いピンセットでは並進成分の振動が,重いピンセットでは回転成分の振動が大きくなる.
4.ふるえの周波数は10Hz以内であり,手首固定,肘固定,座位,立位と動作する自由度が大きくなるにつれて低い周波数成分が多くなる.また,軽いピンセットほど高い周波数成分が多くなる.
以上の結果より,来年度は手の制振をする制御手法の開発を行う.
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