反射音式触覚センシングと身体化ハプティクスによるウェアラブル触診システムへの展開

使用反射声触觉传感和具体触觉开发可穿戴触诊系统

基本信息

批准号：
21H01291
负责人：
田中由浩
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、産婦人科で行われる触診で早産リスク評価に有効な子宮頸管の硬さ評価を行えるウェアラブル触覚センサシステムの開発を目的とする。機械的・電気的安全性に優れる反射音式触覚センシングを活用した柔らかいゴム製のウェアラブルセンサを開発し、力分布から硬さを評価する。本年度は、昨年度開発した、中央部に開口部を設け、センシング部となる音響経路を指長手方向に対して横向きに2本並べたセンサについて、モデル化および硬さ計測の有効性を確認した。硬さ計測の精度向上を目的に2本の音響経路は剛性が異なるが、センサ全体が柔らかいため、対象だけでなく指の柔らかさの影響も受ける。そこで指も考慮してモデル化を行い、音響経路の剛性（管の厚み）と硬さ計測の関係について解析した。複数の剛性の異なるセンサも試作し解析結果と類似の傾向を確認し、センサのさらなる感度向上に向けた指針を得た。また、センサ情報のフィードバックについて、開口部を設けたセンサを活用して昨年度開発した視覚提示による感覚運動制御支援システムを改良した。本センサでは、検者は直接対象組織を触ることができ、硬さを知覚できる。事前に代表的な硬さの子宮頸管モデルに対して取得したデータベースを基に、センサ情報から各硬さに応じた子宮頸管に対するセンサの回転と屈曲方向の傾きを視覚的に2次元でフィードバック可能にした。さらに、検者自身が知覚した硬さとマッチングさせて、センサの姿勢を適切な状態に変化させられるようにした。硬さの評価方法では、最終的に得られたセンサ情報だけでなく、その姿勢補正の推移の情報も加えて、ロジスティック回帰を用いて硬さ推定を行うことを提案した。実験の結果、本システムを用いることで、硬さ推定の正確性や再現性が向上することを示した。触覚フィードバックについては、硬さを強調して提示する装置を組み込み、その有効性を確認した。

这项研究旨在开发可穿戴的触觉传感器系统，该系统可以评估宫颈刚度，该系统有效地评估了通过妇产科和妇科进行的触诊来评估早产的风险。我们已经开发了一种由软橡胶制成的可穿戴传感器，该传感器利用反射性声音式触觉传感，在机械和电气安全方面非常出色，并根据力分布评估其硬度。今年，我们确认了去年开发的传感器建模和硬度测量的有效性，其中中心提供了一个开口，并且两种用作传感截面的声路径在手指的纵向方向上水平排列。这两条声路径具有不同的刚度以提高硬度测量的准确性，但是整个传感器柔软，因此它们不仅受目标的柔软性，而且还受到手指的影响。因此，考虑到手指的考虑，进行了模型，并分析了声路径的刚度（管厚）与硬度测量的关系。还产生了许多具有不同刚度的传感器，并确认了与分析结果相似的趋势，并获得了指南，以进一步提高传感器的灵敏度。此外，关于传感器信息的反馈，我们通过利用带有开口的传感器来改善了去年开发的视觉呈现感官电动机控制支持系统。使用该传感器，检查员可以直接接触目标组织并感知刚度。基于事先获得典型颈部刚度宫颈模型的数据库，我们可以根据传感器信息中的每个刚度，以二维为二维馈回传感器的旋转和倾斜。此外，传感器与检查者感知的硬度匹配，从而使传感器更改为适当的状态。在硬度评估方法中，我们提出，不仅在结束时获得的传感器信息，而且还添加了有关姿势校正进程的信息，并使用逻辑回归进行硬度估计。实验结果表明，使用该系统可提高硬度估计的准确性和可重复性。关于触觉反馈，强调刚度的设备已结合起来以确认其有效性。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

身体の多様性を包摂するサイバネティック・アバター技術

拥抱身体多样性的控制论化身技术

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木昌人;高橋智一，青柳誠司;栗田雄一;田中由浩
通讯作者：
田中由浩

内診用ウェアラブル柔らかさセンサにおける主観評価の活用

利用可穿戴柔软度传感器的主观评价进行内部检查

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sato Yuki;Kawano Kenji;Igarashi Hajime;有働智洋
通讯作者：
有働智洋

Feedback Methods to Adjust Finger Orientation for High Accuracy Softness Evaluation with a Wearable Pressure Distribution Sensor in Cervix Examination

子宫颈检查中使用可穿戴压力分布传感器调整手指方向进行高精度柔软度评估的反馈方法

DOI：
10.1109/aim52237.2022.9863348
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 2022 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
影响因子：
0
作者：
Tomohiro Udo;Hiroshi Miura;Yukihiro Terada;Yoshihiro Tanaka
通讯作者：
Yoshihiro Tanaka

A Sensory Feedback System with Pneumatic Dual-Structure Tactile Display for Softness Assessment during Laparoscopic Surgery

具有气动双结构触觉显示器的感觉反馈系统，用于腹腔镜手术期间的柔软度评估