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外力推定装置及び方法、並びにコンピュータプログラム NEW

国内特許コード P180015589
整理番号 4955
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2015-120581
公開番号 特開2017-000623
出願日 平成27年6月15日(2015.6.15)
公開日 平成29年1月5日(2017.1.5)
発明者
  • 中尾 恵
  • 松田 哲也
  • 坂田 良平
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 外力推定装置及び方法、並びにコンピュータプログラム NEW
発明の概要 【課題】弾性体の局所的な変位情報から、弾性体の全体に加わる外力を推定することができる外力推定装置を提供する。
【解決手段】外力推定装置12は、スパースな外力が付与された弾性体の一部の領域から変位情報を取得する取得部21と、前記変位と弾性体の剛性情報と弾性体に付与される外力とを用いた有限要素法による関係式にl再構成を適用して最適化問題に変換し、外力を推定する推定部22とを備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、患者への侵襲を少なくし術後のQOL向上等を図ることを目的として、体に形成した小さな穴から内視鏡カメラや術具等を挿入し、内視鏡カメラで術野を確認しながら術具により手術を行う内視鏡下手術が数多く実施されている。また、最近では、遠隔からの操縦によってロボットに術具を操作させるロボット手術も実施されてきている。



しかし、内視鏡下手術やロボット手術においては、術野が狭いために手術対象となる臓器の全体像を視認することができない。また、ロボット手術においては、鉗子を用いて臓器に力を加えたとしてもその反力が術者へは提示されないので、術者は、狭い術野の中で臓器の変形を確認しながら臓器にかかる力を想像しなければならない。そのため、鉗子から臓器に過剰な力が加わって臓器や血管を傷つけてしまうおそれがあり、術具の操作には熟練した技能が求められる。
このような実情に鑑み、鉗子に加わる力を計測し、手術の技能分析に役立てる研究が行われている(例えば、非特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、外力推定装置及び方法、並びにコンピュータプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
スパースな外力が付与された弾性体の一部の領域から変位の情報を取得する取得部と、
前記変位と前記弾性体の剛性情報と前記弾性体に付与される外力とを用いた有限要素法による関係式にl再構成を適用して最適化問題に変換し、前記外力を推定する推定部とを備えている、外力推定装置。

【請求項2】
前記取得部は、前記推定部によって推定された外力を用いて、前記弾性体の他の領域の変位を取得する、請求項1に記載の外力推定装置。

【請求項3】
外力推定装置は、弾性体に付与された既知の外力と、前記推定部が推定した外力との差に基づいて、前記剛性情報を修正する修正部を更に備えている、請求項1又は2に記載の外力推定装置。

【請求項4】
スパースな外力が付与された弾性体の一部の領域から変位情報を取得するステップと、
前記変位と前記弾性体の剛性情報と前記弾性体に付与される外力とを用いた有限要素法による関係式にl再構成を適用して最適化問題に変換し、前記外力を推定するステップとを含む、外力推定方法。

【請求項5】
スパースな外力が付与された弾性体の一部の領域から変位情報を取得する機能、及び、
前記変位と前記弾性体の剛性情報と前記弾性体に付与される外力とを用いた有限要素法による関係式にl再構成を適用して最適化問題に変換し、前記外力を推定する機能を、コンピュータに実現させるコンピュータプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015120581thum.jpg
出願権利状態 公開
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