研究等業績 - その他 - 水戸部 一孝
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磁気式モーションキャプチャ装置を用いた没入型VR向けタンジブル手書きシステムの開発と評価
藤原 克哉, 安藤 遼馬, 水戸部 一孝
ヒューマンインタフェース学会論文誌 ( ヒューマンインタフェース学会 ) 26 ( 2 ) 263 - 272 2024年05月
We have developed a Tangible Hand-writing System for VR using a magnetic motion capture device and an immersive HMD, which can be operated intuitively by finger touch. In order to evaluate the usability of this system in comparison with a tablet device, we constructed two types of tracing measurement systems, a tangible-type system and a tablet-type system. We conducted an experiment to measure the tracing task of Kanji characters at two different writing speeds. The results showed that the tangible system was superior in subjective evaluation by the participants and in a comparison between starting point gaps.
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磁気ハイパーサーミアのための感温磁性微粒子の凝集密度依存の昇温特性の評価および伝熱シミュレーション手法の検討
佐藤 和奈, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) Annual62 ( Abstract ) 283_2 - 283_2 2024年
<p> 近年，化学療法等の癌治療の副作用を低減し，患者のQOLを向上する手法として注目されているハイパーサーミアは，癌細胞を42.5~45.0 ℃に加温すると抗腫瘍効果が高まることを利用した治療法である．加温方法は多様に存在するが，本研究では腫瘍内に高周波磁場により発熱する感温磁性微粒子(Ferromagnetic Implant with Low Curie Temperature：FILCT)を注入し，体外のDrive coilから高周波磁場を印加することで，患部を誘導加熱するソフトヒーティング法に着目した．臨床応用では，腫瘍のみが治療温度で加温され，近傍健常組織の過熱を避ける必要がある．FILCT の凝集密度が不均一な状態で分布した場合，発熱量も位置によって不均一になり，治療時の温度分布の推定が困難となる．そのため，FILCTの凝集密度依存の昇温特性を明らかにする必要がある．また，温度分布の推定には数値シミュレーションが有用だが，透磁率の温度依存性やDrive coilとの位置関係によりFILCTの発熱量は変化する．そこで本研究では，in vitro実験によるFILCTの凝集密度に依存した昇温特性を評価するとともに，FILCTの温度依存の透磁率特性およびDrive coilからの相対位置を考慮した伝熱シミュレーション手法の確立を目的とする．in vitro実験により，凝集密度が0.4~2.0 g/cm<sup>3</sup>のFILCTでは，凝集密度の増加とともに昇温速度は線形的に，最終到達温度は対数的に上昇することを明らかにした．同時に，in vitro実験の結果との誤差が-4~2 %で収まる伝熱シミュレーション手法を新たに考案した．</p>
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磁気ハイパーサーミアのための感温磁性微粒子の凝集密度依存の昇温特性の評価および伝熱シミュレーション手法の検討
佐藤 和奈, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) Annual62 ( Proc ) 445 - 447 2024年
<p> 近年，化学療法等の癌治療の副作用を低減し，患者のQOLを向上する手法として注目されているハイパーサーミアは，癌細胞を42.5~45.0 ℃に加温すると抗腫瘍効果が高まることを利用した治療法である．加温方法は多様に存在するが，本研究では腫瘍内に高周波磁場により発熱する感温磁性微粒子(Ferromagnetic Implant with Low Curie Temperature：FILCT)を注入し，体外のDrive coilから高周波磁場を印加することで，患部を誘導加熱するソフトヒーティング法に着目した．臨床応用では，腫瘍のみが治療温度で加温され，近傍健常組織の過熱を避ける必要がある．FILCT の凝集密度が不均一な状態で分布した場合，発熱量も位置によって不均一になり，治療時の温度分布の推定が困難となる．そのため，FILCTの凝集密度依存の昇温特性を明らかにする必要がある．また，温度分布の推定には数値シミュレーションが有用だが，透磁率の温度依存性やDrive coilとの位置関係によりFILCTの発熱量は変化する．そこで本研究では，in vitro実験によるFILCTの凝集密度に依存した昇温特性を評価するとともに，FILCTの温度依存の透磁率特性およびDrive coilからの相対位置を考慮した伝熱シミュレーション手法の確立を目的とする．in vitro実験により，凝集密度が0.4~2.0 g/cm<sup>3</sup>のFILCTでは，凝集密度の増加とともに昇温速度は線形的に，最終到達温度は対数的に上昇することを明らかにした．同時に，in vitro実験の結果との誤差が-4~2 %で収まる伝熱シミュレーション手法を新たに考案した．</p>
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HMDを用いた歩行環境シミュレータの開発と車道横断時の歩行者行動の解析
鈴木篤, 藤原克哉, 水戸部一孝
Journal of the Japanese Council of Traffic Science 23 ( Supplement ) 2023年
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
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磁気式モーションキャプチャとパーソナルハンドモデルを用いた手指巧緻動作再現手法の検討
菊地岳大, 齋藤正親, 藤原克哉, 中島佐和子, 水戸部一孝
日本バーチャルリアリティ学会大会論文集(CD-ROM) 28th 2023年
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看護教員と看護学生の静脈血採血における穿刺針動態の比較分析 －採血練習用腕モデルを用いた検証－
菊地 由紀子, 佐々木 真紀子, 長谷部 真木子, 工藤 由紀子, 杉山 令子, 水戸部 一孝, 齋藤 正親, Kikuchi Yukiko, Sasaki Makiko, Hasebe Makiko, Kudo Yukiko, Sugiyama Reiko, Mitobe Kazutaka, Saito Masachika
秋田大学大学院医学系研究科保健学専攻紀要 ( 秋田大学大学院医学系研究科保健学専攻 ) 29 ( 1 ) 27 - 35 2021年03月
〔目的〕静脈血採血における看護教員と看護学生の針先の動きの相違の有無を明らかにする．〔方法〕看護教員10名と看護学生10名を対象者とした．対象者は採血練習用腕モデルを用いて標準採血法に基づく採血を10回実施し，その間の針先の動きを磁気式モーションキャプチャによる静脈血採血手技計測システムを用いて計測し，静脈穿刺時の針の刺入時間，針の刺入開始角度と固定角度，刺入の深さを比較した．針の角度と深さの軌跡については，5名の研究者で形状を視覚的に検討した．〔結果〕針の平均刺入時間（標準偏差）は教員が3.0(0.9)sec，学生が5.2(2.0)sec であり，学生の刺入時間が有意に長かった．針の刺入開始角度，固定角度および針の刺入の深さは，教員と学生に有意な差はなかった．3名の学生の針先には，針の角度を皮膚と平行な方向へ近づけていくタイミングで短時間に複数回上下に変化する動きがあり，そのうち1名の針先は5mm 変化していた．〔考察〕学生の静脈穿刺の手技には，針の角度を皮膚と平行な方向へ近づけていくタイミングで針先がぎこちなく動くことが推察され，血管壁の損傷や，一旦血管内に入った針で再度血管を突き破ることによる血液の漏出につながる危険性があることが示唆された．
〔Objective〕This study aimed to clarify the difference in needle-tip movement between nursing teachers and nursing students during venous blood sampling. 〔Method〕The subjects included 9 nursing teachers and 10 nursing students. They collected blood based on the standard blood collection method, using an arm model for blood collection. Needle-tip movement data was collected using magnetic motion capture, a measurement system for venous blood sampling technique. The needle insertion time, insertion start angle, fixation angle, and insertion depth were compared. In addition, five researchers visually examined the shape of the needle angle and depth trajectory. 〔Results〕Needle insertion time (mean [standard deviation]) was 3.0 (0.9) seconds for teachers and 5.2 (2.0) seconds for students. The piercing time for students was significantly longer than that for teachers. No significant differences were seen between teachers and students in insertion start angle, fixation angle, and insertion depth. In three students, there was an up and down movement as the angle of the needle was brought closer to the direction parallel to the skin. In one of these, the vertical change of the needle tip was 5 mm. 〔Discussion〕In the venipuncture technique performed by students, it was characterized by awkwardly needletip movement when the needle angle was brought closer to the direction parallel to the skin. This presents a risk of damage to the vessel wall, which may result in blood leakage. -
発声に付与される残響音によるロケーション認識—Effects of speech reverberation on location recognition—福祉情報工学
曽根 悠司, 中島 佐和子, 水戸部 一孝
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 電子情報通信学会 ) 119 ( 478 ) 51 - 54 2020年03月
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
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ハイパーサーミア用ワイヤレス温度検知技術のための磁場印加検知ユニットの開発
山本 裕和, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) 58 ( 0 ) 249 - 249 2020年
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
<p>近年，癌治療法の中で副作用の少ない温熱療法(ハイパーサーミア)が再注目されている．本研究では，感温磁性体を患部に埋め込み，体外から高周波磁場を印加することにより患部のみを局所的に誘導加熱するソフトヒーティング法を採用している．我々は，感温磁性体の温度依存による磁気特性を利用することにより，周囲の磁場の変化を体外に設置するピックアップコイルに生じる誘導起電力の変化として計測することで，非侵襲的に患部の温度検知が可能な温熱治療システムを目指している．しかし，励磁コイルから感温磁性体までの距離が離れるに従って磁束密度が小さくなり，感温磁性体の温度依存に伴う磁束の変化が減少するため，磁束の歪みを高感度に検知可能なピックアップコイルが必要となる．そこで本研究では，励磁コイルおよびピックアップコイルを一体化することで磁束の歪みを高感度に検知可能な磁場印加検知ユニットの構築を目的とした．そこで，励磁コイルおよびピックアップコイルを一体化した検証用磁場印加検知ユニットを試作した．本報告では，ピックアップコイルを構成する2個のループの中心間距離が異なる3種類のピックアップコイルの設置位置を変更し物理実験により比較することで高感度に磁束の歪みを検知可能な最適値について検討した．</p>
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自転車運転シミュレータを用いた自転車右折横断時の事故予測モデルの構築
半田修士, 水戸部一孝
Journal of the Japanese Council of Traffic Science 20 ( Supplement ) 2020年
国内共著
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歩行環境シミュレータを用いた道路横断行動の解析
木村十夜, 半田修士, 水戸部一孝
Journal of the Japanese Council of Traffic Science 20 ( Supplement ) 2020年
国内共著
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実歩行可能な車道横断シミュレータの構築と歩行者行動の解析
内堀雄太, 半田修士, 藤原克哉, 水戸部一孝
Journal of the Japanese Council of Traffic Science 20 ( Supplement ) 2020年
国内共著
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ハイパーサーミア用ワイヤレス温度検知技術のための磁場印加検知ユニットの検討
山本 裕和, TON THAT LOI, 安藝 史崇, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) 57 ( 0 ) S30_1 - S30_1 2019年
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
<p>近年，癌治療法の中で副作用の少ない温熱療法(ハイパーサーミア)が再注目されている．本研究では，感温磁性体を患部に埋め込み，体外から高周波磁場を印加することにより患部のみを誘導加熱するソフトヒーティング法を採用している．我々は，感温磁性体の温度依存による磁気特性を利用し，周囲の磁場の変化を体外に設置するピックアップコイルに生じる誘導起電力の変化として計測することで，非侵襲的に患部の温度検知が可能な温熱治療システムを研究している．しかし，励磁コイルから感温磁性体までの距離が離れるに従って磁束の変化が減少するため，高感度に磁束の歪みを検知可能なピックアップコイルが必要である．そこで本研究では，励磁コイルおよびピックアップコイルを一体化することで磁束の歪みを高感度に検知可能な磁場印加検知ユニットの構築を目的とした．そこで，励磁コイルおよびピックアップコイルを一体化した検証用磁場印加検知ユニットを試作し，ピックアップコイルを構成する2個のループの中心間距離および設置位置の最適値を物理実験により検討した．</p>
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芳野 光, 齋藤 正親, 菊地 由紀子, 工藤 由紀子, 佐々木 真紀子, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) 57 ( 0 ) S85_1 - S85_1 2019年
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
<p>採血技術は看護師の経験に依る部分が大きく言語化が困難であるため，学生にとって修得が困難な技術の一つである．しかし，採血は臨床上頻繁に行われるため，教育現場では学習効率の高い自習教材を求める声が高まっている．我々は過去の研究において，熟練者の手技をHand-MoCapにより計測し，熟練者の手に装着したレシーバおよび注射器を3D-CGで再現したが，レシーバと注射器だけでは自習教材として不十分であった．本研究では，レシーバの動きから手指の動きを再現し，HMD型MR（Mixed Reality）デバイスを介して熟練者の手指および注射器の動きを3D-CGとして実空間に重畳表示・移動操作可能な「採血手技MR訓練システム」を開発した．従来のビデオ教材では視認しづらい注射針の軌跡を可視化したり，腕の透明度を変えて血管内部での注射針の動きを詳細に表示したり，看護教育現場で採血手技を模倣学習するための機能を開発した．今後，既存の採血訓練シミュレータと併用した場合の本システムによる訓練効果を検討する予定である．</p>
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視線計測可能なドライビングシミュレータを活用した運転者遠隔モニタリング手法の検討
山口祥生, 藤原克哉, 水戸部一孝
Journal of the Japanese Council of Traffic Science 19 ( Supplement ) 2019年
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看護実習のための採血手技MR訓練システムの開発
芳野光, 齋藤正親, 菊池由紀子, 工藤由紀子, 佐々木真紀子, 水戸部一孝
電気関係学会東北支部連合大会講演論文集(CD-ROM) 2019 2019年
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実歩行可能な歩行環境シミュレータを用いた高齢歩行者事故発生要因の検討
内堀雄太, 半田修士, 藤原克哉, 水戸部一孝
電気関係学会東北支部連合大会講演論文集(CD-ROM) 2019 2019年
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視覚障害者の映画鑑賞支援を目的とした合成音声による音声ガイドの提示タイミングと心理的作用の評価 (福祉情報工学)
佐々木 怜衣, 中島 佐和子, 髙橋 壱成, 大河内 直之, 山上 徹二郎, 水戸部 一孝
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 電子情報通信学会 ) 117 ( 502 ) 103 - 107 2018年03月
速報，短報，研究ノート等（学術雑誌） 国内共著
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ハイパーサーミア用感温性磁性体の検知可能距離延伸のための磁場印加検知ユニットの検討
トンタット ロイ, 高野 渚, 安藝 史崇, 齊藤 元, 水戸部 一孝
生体医工学 ( 公益社団法人 日本生体医工学会 ) Annual56 ( Abstract ) S351 - S351 2018年
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
<p>近年，身体への負担の少ない癌治療法として温熱療法（ハイパーサーミアと呼ばれる）が注目されている．本研究における加温方式は松木氏が提案したソフトヒーティング法である．これは，感温磁性体を患部に埋め込み，体外から高周波磁場を印加することにより，磁性体を誘導加熱させ患部だけを局所的に加熱する方式である．我々は，感温磁性体の温度依存の磁気特性による周囲磁場の乱れを体外に設置するピックアップコイルに生じる誘導起電力の変化として計測することで，磁性体の到達温度をワイヤレスで検知可能な温熱治療システムを研究している．これまでに，磁場印加用コイルの内側にピックアップコイルを設置する手法により，体表面から深さ4 cmまでの条件で温度変化が検知で可能であった．しかしながら，臨床応用するためにはさらに深部の条件において検知できることが望まれる．そこで，本報告では検知可能距離を延伸するために，新たに磁場キャンセル用コイルを加えたピックアップコイルを構築し，磁場印加用コイルとピックアップコイルが生体を挟んで向き合う対向型磁場印加検知ユニットを考案し，物理実験により妥当性を評価した．</p>
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描画作業と計数作業の二重課題と軽度認知障害の関係 (福祉情報工学)
狩野 秀典, 藤原 克哉, 水戸部 一孝
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 電子情報通信学会 ) 117 ( 188 ) 61 - 66 2017年08月
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
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術前カンファレンスのための視認映像共有システムの開発 (福祉情報工学)
木村 航, 齋藤 正親, 高橋 和孝, 水戸部 一孝
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 電子情報通信学会 ) 117 ( 188 ) 85 - 89 2017年08月
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著
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視運動性眼振検査を目的としたVR検査システムの開発 (福祉情報工学)
蛯名 幸斗, 水戸部 一孝, 中島 佐和子
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 電子情報通信学会 ) 117 ( 188 ) 73 - 77 2017年08月
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議） 国内共著