6自由度医療用歯科ロボットによる人間尊重型治療法

使用六自由度医用牙科机器人的尊重人的治疗方法

• 批准号: 11750217
• 负责人: 高信 英明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750217/
• 关键词: ロボット; 顎; 関節; パラレルメカニズム; 開閉口訓練; 歯; 自由度; 並列機構; 歯科; 開閉口; 訓練; 理学療法; 顎関節; 機械工学

顎を十分に開くことが困難な患者に対しては、開閉口訓練が行われる。しかし木製開口器を使用する従来方法では、定量的な治療方針の確立は困難であった。そこで本研究課題では、開閉口訓練に関してロボットを利用する新しい治療法と、開閉・左右・前後運動が可能な開閉口訓練ロボットシステムおよび開閉口訓練用ソフトウェアを検討することを目的とする。開閉口訓練ロボットの3号機と4号機による実際の治療を通して、現在までのメカニズムによるヒトへの運動学的干渉を検討した。すなわち健常者の下顎運動は開閉口・前後運動・左右運動の合計3自由度でモデル化が可能であるが、本ロボットが対象とする患者は3自由度機構では十分な可動範囲と出力であるとは言い難い。例えば患者の中には下顎を真っ直ぐに開口させることに困難を伴う場合がある。特に、ロボットが開口する際の回転中心がロボット自身の内部に存在するのに対して、患者の開口運動に関する回転中心は患者自身の顎関節付近に存在する。このような場合に開口角度の増大に伴って患者とロボットとの機械的接点であるマウスピース部分に乖離が生じるという問題が発生した。そこで、現有の3自由度ロボットのメカニズムとマウスピース部分の固定方法に起因する運動学的乖離および干渉問題を改良した新しいメカニズムとして、コンパクト性・高剛性・逆運動学解析の容易さからパラレルメカニズムを解決策として提案した。その後、より具体的かつ詳細に検討したアクチュエータ出力および治療時におけるロボットそのものに対する患者の心理面を考慮して新しくパラレルメカニズム化した開閉口訓練ロボット5号機を設計および製作し、メカニズム・駆動部・センサ・制御システム各部分の基礎実験をおこなった。さらに、開発したロボットを用いて治療をおこなうことに成功した。

The jaw is very open and difficult for patients to open and close. It is difficult to establish a quantitative treatment policy by using wooden openers. This research topic is about the use of open and close training methods, such as open and close, left and right, forward and backward movement, open and close training methods, and open and close training methods. Open and close training of machine 3 and machine 4, the actual treatment of the communication, now the training of machine 3 and machine 4, the study of kinematics The jaw movement of the healthy person is open and closed, forward and backward movement, and left and right movement. The total of 3 degrees of freedom is possible. The patient has 3 degrees of freedom. The mechanism has 10 degrees of movable range. The force is difficult. For example, the patient's jaw is straight. In particular, the patient's mouth movement is related to the presence of the occlusal center close to the patient's own jaw joint. In this case, the opening angle is increased, and the mechanical contact is increased. The problem of kinematic deviation and interference is improved due to the fixed method of the existing three-degree-of-freedom transmission, high rigidity and easy inverse kinematic analysis. After that, the detailed examination of the patient's psychological aspects during treatment shall be considered. The new examination shall be carried out during the on-off training of the No. 5 machine. The basic design, production, operation, control and operation of the machine shall be considered. The treatment was successful.

项目成果

Hideaki Takanobu, Takeo Maruyama, Atsuo Takanishi, Kayoko Ohtsuki, Masatoshi Ohnishi: "Mouth Opening and Closing Training with 6-DOF Parallel Robot"IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2000). 1384-1389 (2000)

Hideaki Takanobu、Takeo Maruyama、Atsuo Takanishi、Kayoko Ohtsuki、Masatoshi Ohnishi：“6-DOF 并行机器人的张口和闭合训练”IEEE 国际机器人与自动化会议 (ICRA 2000)。

H.Takanobu,M.Nakazawa,T.Maruyama,A.Takanishi,K.Ohtsuki,M.Ohnishi: "Robotic Training for Mouth Opening and Closing Disorders"ICAR'99. 23-28 (1999)

H.Takanobu、M.Nakazawa、T.Maruyama、A.Takanishi、K.Ohtsuki、M.Ohnishi：“口腔张闭障碍的机器人训练”ICAR99。

Hideaki Takanobu, Takeo Maruyama, Atsuo Takanishi, Kayoko Ohtsuki, Masatoshi Ohnishi: "Universal Dental Robot-6-DOF Mouth Opening and Closing Training Robot WY-5-"CISM-IFToMM Symposium on Theory and Practice of Robots and Manipulators (Ro.Man.Sy.2000). 33

Hideaki Takanobu、Takeo Maruyama、Atsuo Takanishi、Kayoko Ohtsuki、Masatoshi Ohnishi：“通用牙科机器人-6-DOF张口和闭合训练机器人WY-5-”CISM-IFToMM机器人与机械手理论与实践研讨会（Ro.Man）

大月佳代子,大西正俊,小澤大作,高信英明,高西淳夫: "下顎運動障害症例の理学療法-開閉口訓練ロボット(Waseda Yamanashi-4)の開発-"日本顎関節学会雑誌. 11巻3号. 168-172 (1999)

Kayoko Otsuki、Masatoshi Onishi、Daisaku Ozawa、Hideaki Takanobu、Atsuo Takanishi：“下颌运动障碍病例的物理治疗 - 开发张口/闭合训练机器人（Waseda Yamanashi-4） -”日本颞下颌关节学会杂志第 11 卷，第 168-172 号（1999 年）

H.Takanobu,T.Yajima,A.Takanishi,K.Ohtsuki,M.Ohnishi: "Three Degrees of Freedom Mouth Opening and Closing Training Robot"IEEE Systems,Man,and Cybernetics Conference (SMC'99). II-448-453 (1999)

H.Takanobu、T.Yajima、A.Takanishi、K.Ohtsuki、M.Ohnishi：“三自由度张口和闭合训练机器人”IEEE 系统、人与控制论会议 (SMC99)。