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2012 年度 実績報告書

表面筋電位と脳波による特異動作の検知とその医療ミス防止対策への適用

研究課題

研究課題/領域番号 23650100
研究機関法政大学

研究代表者

石井 千春  法政大学, 理工学部, 教授 (80296079)

キーワード医療ミス防止 / 表面筋電位 / 脳波 / 特異動作検出 / 手術支援システム
研究概要

最終年度は、初年度に進行が遅れてしまった脳波の解析を主に行った。具体的には、以下の手法で解析を行った。
[a] 脳波の周波数解析:脳波を高速フーリエ変換し、スペクトルの変化から被験者の興奮度やストレスの原因などを特定することを試みた。本研究では、特に変化が現れやすいα波とβ波に注目した。
[b] 事象関連電位(ERP):事象関連電位(ERP)は、人間が内的・外的刺激を受けた際の認知や思考の結果として、刺激後数百ミリ秒程度後に脳が反応する電気的生理反応のことである。本研究では特に人間が失敗(エラー)を起こした際に観測されるエラー関連陰性電位(ERN)に着目し、手術における医療ミスという重要性の高いエラーに対して、脳波の計測により医療ミス発生時のERNの検出を試みた。
医療ミスあるいはその予兆の検出を行うため、基礎実験として以下の実験を行った。
驚き感情の検出:手術中にミスを犯した際の医師の感情として、驚きに近い感情が現れると考え,急激な外的刺激を与えた際の脳波を測定し、反応を観察した。具体的には、被験者が安静な状態の時に,突然被験者の前におもりを落下させることにより刺激を与えた。結果として、刺激時に被験者の高周波数帯α波およびβ波に顕著なスペクトル変化が見られた。また、刺激後の脳波形の変化を観察したところ、一部の被験者からERPを検出できた。
脳波のリアルタイム測定を実現するために時間が掛かかったが、表面筋電位のみでは既に研究目的を達成できており、本実験により表面筋電位と脳波は解析するサンプリング周波数が大きく異なるため、表面筋電位と同じ特徴ベクトルに脳波を含めて特異動作判別を行うのではなく、表面筋電位による特異判別とは別に、脳波によるヒヤリハットの検出を行うことにより、医療ミスを防止する多重安全支援システムを構築できるという結論に至った。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Modification of Distinction Method of Abnormality for Surgical Operation on the Basis of Surface EMG Signals2013

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii, Takanori Sato
    • 雑誌名

      Proc. of 2013 International Conference on Intelligent Mechatronics and Automation

      巻: Vol.1 ページ: A007_1-A007_5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Control of a Robotic Forceps Manipulator with Screw-Drive Bending Mechanism and Extension of Its Motion Space2013

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii, T. Futatsugi
    • 雑誌名

      Proc. of the First CIRP Conference on Biomanufacturing

      巻: Vol.1 ページ: p.104-109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Passivity Based Bilateral Teleoperation for Surgical Robotic Forceps System with Time Varying Delay2012

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii, H. Mikami and Y. Nishitani
    • 雑誌名

      International Journal of Mechatronics and Automation

      巻: Vol.2, No.2, ページ: 132-146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extension of Motion Space for Double-Screw-Drive Bending Mechanism2012

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Communication and Computer

      巻: Vol.9, No.5 ページ: p.507-515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Analysis of the Formation of Forceps and Scope for Single-port Laparoscopic Surgery2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kawamura and C. Ishii
    • 雑誌名

      Surgical Laparoscopy, Endoscopy & Percutaneous Techniques

      巻: Vol.22, No.4 ページ: p.e168-e175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinction of Finger Operation for Myoelectric Prosthetic Hand on the Basis of Surface EMG2012

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii, S. Saitou, A. Sasaki, H. Hashimoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 16th symposium on Artificial Intelligence & Signal Processing

      巻: Vol.1 ページ: 611_1-611_6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Distinction Method of Abnormality for Surgical Operation Based on Surface EMG Signals2012

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. of the 1st International Conference on Computer Science, Electronics and Instrumentation

      巻: Vol.1 ページ: p.31-36

    • 査読あり
  • [学会発表] 結紮手技に対する自己組織化マップを用いた特異操作判別と内視鏡手術用特異操作提示システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤孝則,大場慎太郎,石井千春,中茎隆
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      20120527-20120529
  • [学会発表] Double-Screw-Drive機構を用いた多自由度ロボット鉗子の動作領域拡張2012

    • 著者名/発表者名
      二木智之,石井千春
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      20120527-20120529
  • [学会発表] 力覚提示デバイスによるロボット鉗子の力覚制御2012

    • 著者名/発表者名
      駒田岳斗,曽我啓史,石井千春
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      20120527-20120529
  • [図書] "Computational Intelligence in Electromyography Analysis: A Perspective on Current Applications and Future Challenges", Chapter 10, "Distinction of Abnormality of Surgical Operation on the Basis of Surface EMG"2012

    • 著者名/発表者名
      C. Ishii (Edited by: G. R. Naik)
    • 総ページ数
      総14頁
    • 出版者
      INTECH
  • [備考] 法政大学理工学部機械工学科 医療福祉ロボティクス研究室

    • URL

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

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公開日: 2014-07-24  

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