消化管壁の器械的弾性測定装置の開発

• Project/Area Number: 11878172
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 佐々木 賀広 弘前大学, 医学部・附属病院, 助手 (70178672)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 棟方 昭博 弘前大学, 医学部, 教授 (50003661)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2000: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1999: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 消化器 / 大腸癌 / 胃癌 / 機械的弾性 / 消化管 / 弾性

Research Abstract

【目的】我々は、通常の消化器内視鏡の現場で、腫瘍・炎症性変化が起こると、管腔に空気を充填しても消化管壁が伸展しにくくなること(弾性の低下)を経験的に知っている。我々は、消化管壁に与えた刺激に対する反応から、内視鏡の観察からは定量できない腸管壁の弾性を計測することを目指す。【測定システム】受圧センサー、それを消化管壁に向けて瞬時に押し出す駆動装置とそのスウィッチ、受圧センサーからの出力を増幅・記録・モニターする装置から構成される。内視鏡のワーキングチャネル(直径3mm)を介して、受圧センサーの先端を測定部位の粘膜に軽く接触させる。コントローラーのスウィッチを入れると、駆動装量のコイルに電圧が発生し、受圧センサーの先端が5mm前方に瞬間的に押し出される。この時センサーに発生する圧の時間経過(過渡応答)から、測定部位の機械的弾性を計算する。【開発経過】直径5mmの円柱状の樹脂の一端に受圧センサーを、その反対側に鉄心を装着する。それを摩擦係数の少ないセラミック樹脂のシリンダー(外径6mm)に挿入する。磁場を発生させるコイルをシリンダー内の円盤に接して配置する。スウィッチONでコイルに電圧を印加し、その時発生した磁場の反発力を利用して受圧センサーを前方に押し出す。【研究の経過】問題は、矩形変位を作り出すために必要な印加電圧では、コイルに熱が発生することであった。それを解決するためにセンサー・円盤・鉄心の軽量化を目指した。その結果、従来に比較して20%軽量のプローブの試作に成功した。しかしながら、受圧センサーの感度が組織の良・悪性の弁別をするほどには改善されていないのが現状であり、今後も受圧センサーの感度向上に取り組んでいく所存である。