マイクロサージェリー用ハプティックインタフェースの開発

显微外科触觉界面的开发

• 批准号: 18760178
• 负责人: 佐藤 大祐
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Musashi Institute of Technology (2007)Tohoku University (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760178/
• 关键词: ハプティックインタフェース; 外科手術支援ロボット技術; ヒューマンインタフェース; 触覚提示; マイクロサージェリー; 手術シミュレータ; 機械力学・制御; バーチャルリアリティ; ユーザインターフェース; 知能ロボティックス; モデル化

本研究では、次世代外科手術支援ロボット技術にとって必要不可欠な基盤技術となる、外科医と手術システムをより密接につなぐことの可能なヒューマンインタフェース技術を研究課題として、脳外科手術時に外科医が感じる手術器械の操作感覚と脳内部組織の触覚を提示可能なマイクロサージェリー用ハプティックインタフェースを開発することを目的とした。先行研究として行ってきた小型6自由度ハプティックインタフェースを適用した脳外科手術操作シミュレータの研究成果より、マイクロサージェリーを対象とした微小な運動および触覚(力覚)を提示可能であり、また、脳外科手術操作の中で基本的な手術操作と位置づけられる、押し込み(引っ張り)、つまみ、切断、剥離の四つの操作を実現可能な新たなハプティックデバイスの開発が必要であることが明らかとなった。これらの要求を考慮し、さらにこれまで用いてきた独自開発された小型6自由度ハプティックインタフェースにおいて実現不可能であった切断操作を実現するために、本研究ではマイクロ剪刀型ハプティックデバイスを開発した。開発した本デバイスでは、脳組織へ与える損害を考慮し最大提示力を1Nと設定、微小な切断感覚を提示するため低摩擦を実現可能なリンク機構を採用し、把持部には実際のマイクロ剪刀をそのまま流用、操作者である外科医へのより臨場感のある感覚提示を目指した。また、デバイス剛性を損なわずに微小な切断力を計測するためにH型力覚センサも独自に開発した。さらに、切断感覚提示を行う制御モデル構築のため、実際のマイクロ剪刀に対して開発したH型力覚センサを組み込み、から切り時のデバイスの運動と切断力の計測を実施し、制御則を含めたデバイスシステム全体を開発した。そして、本デバイスを用いた基本的な切断力提示実験、豚の脳組織の切断実験の結果より、その有効性を示した。

This study is aimed at the next generation of surgical support technologies, including essential substrate technologies, surgical support technologies, and surgical support technologies. The surgical instrument operation sense and the internal tissue touch prompt during the surgical operation may be used for the purpose of opening the surgical instrument. Preliminary study: Small 6-DOF surgical operation: Research results: Small 6-DOF surgical operation: Research results: Small 6-DOF surgical operation: Research results: Small 6-DOF surgical operation: Research results: Research results It is necessary to carry out the operation of stripping four parts. This study is based on the requirement that a small 6-DOF system be developed independently from a scissors system. It is not possible to perform a cut-off operation. The maximum indication force is 1 N, the indication force is 1 N, the indication force is For the measurement of small cutting forces, the H-type force is applied independently. In addition, when cutting off the sensing prompt, the control system is constructed, and the actual cutting mechanism is opened, the H-shaped force is formed, and the movement of the cutting mechanism and the measurement of the cutting force are implemented, and the control mechanism is fully opened. The basic cutting force indication, the cutting result of the tissue, and the effectiveness of the system are shown.

项目成果

生体軟組織の切断操作感覚を提示するマイクロ剪刀型ハプティックデバイスの開発

开发微型剪刀型触觉装置，提供切割生物软组织的感觉

• 发表时间: 2006
• 作者: 藤野翔平;他
• 通讯作者: 他

脳外科手術シミュレーションのための脳べらによる脳組織かき分け操作の実現

脑部手术模拟脑铲刮取脑组织的实现

• 发表时间: 2006
• 期刊: ロボティクス・メカトロニクス講演会'06講演論文集
• 作者: B.Xu;Shunmugham R.Pandian;M.Inoue;N.Sakagami;S.Kawamura;坂上憲光;川畑 成之;中沢 信明;M.Omae;M.Omae;M.Omae;小木津 武樹;Takeki Ogitsu;藤野翔平;小林 亮介
• 通讯作者: 小林 亮介

反力制御点の増加による脳組織かき分け操作シミュレーションの安定化

增加反力控制点稳定脑组织刮擦操作模拟

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第7回システムインテグレーション部門講演会(SI2006)講演論文集
• 作者: B.Xu;Shunmugham R.Pandian;M.Inoue;N.Sakagami;S.Kawamura;坂上憲光;川畑 成之;中沢 信明;M.Omae;M.Omae;M.Omae;小木津 武樹;Takeki Ogitsu;藤野翔平;小林 亮介;小林 輝
• 通讯作者: 小林 輝

ハプティックインタフェースを用いた脳組織の並進3自由度かき分け操作シミュレーション

使用触觉界面模拟脑组织的平移三自由度操纵

• 发表时间: 2007
• 作者: B.Xu;Shunmugham R.Pandian;M.Inoue;N.Sakagami;S.Kawamura;坂上憲光;川畑 成之;中沢 信明;M.Omae;M.Omae;M.Omae;小木津 武樹;Takeki Ogitsu;藤野翔平;小林 亮介;小林 輝;小林輝
• 通讯作者: 小林輝