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2012 年度 実績報告書

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

研究課題/領域番号 23700586
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, 講師 (00537243)

キーワード医用ロボット / モーション・キャフチャー / 手術手技評価
研究概要

プロジェクトを進めていくにあたり、研究活動の円滑な進行を実現した。このプロジェクトから提案した平成24年度研究計画の実施ため、各研究分野(筋電計測技術・エネルギー抽出・貯蔵・管理等)における主要な専門知識に関しての調査を行った。この調査においては,各研究分野の知見に基づく検証実験,実験装置,実行タスク,収集データ,データの収集方法の明確、研究費用や発表方法に関しても正確で効果的なマネージメントを行った。
1、研究成果を公表するため、国際会議(7回)と国内会議(1回)で発表、ジャーナル論文(1本)を発表した。
2、外科医の動作を運動学および生物力学的に解析し、総合的な手術手技評価を目指すため、本研究では1年目と2年目それぞれにおいて開発した姿勢センサと筋電EMGセンサ統合したシステムのプロトタイプを改善した。このプロトタイプはMEMS技術を利用することで小型化・軽量化を実現して、高い装着性をあった。開発したEMG計測システムは大きさ30x17x11mm、重量5gであり、現在市場に出回っている他のセンサに比べ、装着性が高く、計測環境の制約も少ない。ここでは、動作計測において,各種センサの計測値から姿勢角度を推定するための計測アルゴリズムを開発した。EMG計測ノイズの抵抗するため、ハードウェアフィルターを実現した。開発したプロトタイプの性能を検証するため、評価実験を行った。角度精度は2度以下、動作計測のサンプリング周波数は500Hzを実現し、EMG計測のサンプリング周波数は1000Hzを実現し、これらの性能は市販のシステムに匹敵するものであった。
3、各センサモジュールのデータを取得・解析するためのソフトウェアおよびファームウェアを開発した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Objective Skill Evaluation for Laparoscopic Training Based on Motion Analysis2013

    • 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 ページ: 977-985

    • DOI

      DOI:10.1109/TBME.2012.2230260

    • 査読あり
  • [学会発表] Performance Evaluation of the Wireless Inertial Measurement Unit WB-4 with Magnetic Field Calibration2012

    • 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
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Music conductor gesture recognition by using inertial measurement system for human-robot musical interaction2012

    • 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
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] A Rat-like Robot WR-5 for Animal Behavior Research2012

    • 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
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Assessment of walking quality by using Inertial Measurement Units2012

    • 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
    • 年月日
      20121207-20121209
  • [学会発表] Musical robots: towards a natural joint performance2012

    • 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
    • 年月日
      20121207-20121209
  • [学会発表] Motion recognition system for conductor and flutist robot interaction2012

    • 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
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] On the Development of a New Protocol to Induce Stress During Surgical Training: EMG Analysis2012

    • 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
    • 年月日
      20120828-20120901
  • [学会発表] Biomechanical Analysis of Induced Mental Stress in Laparoscopy Surgical Training by surface Electromyography2012

    • 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
    • 年月日
      20120624-20120627

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公開日: 2014-07-24  

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