内視鏡側面に指のような触覚をもたらす新規圧力センサーの開発

• Project/Area Number: 16K09407
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Gastroenterology
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 植木 賢 鳥取大学, 医学部附属病院, 教授 (60542256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上原 一剛 鳥取大学, 医学部附属病院, 准教授 (10324998) ; 藤井 政至 鳥取大学, 医学部附属病院, 助教 (40762258)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 消化器内科学 / 内視鏡 / 圧力センサ / 圧力センサー

Outline of Annual Research Achievements

大腸内視鏡は、現代の大腸検査および処置において、最も重要な役割を担う検査の一つである。大腸内視鏡検査は他の検査に比して、腫瘍性病変やその他疾患に対する感度・特異度が高い上、適応病変であれば外科的手術を伴うことなく治療ができる手法である。しかし、大腸内視鏡検査は大腸の解剖学的特性のため高度な技術が必要とされ、検査医の手技習熟には長期間を要する。また、大腸内視鏡検査による粘膜損傷や腸管穿孔などの危険があるが、これを未然に防ぐための指標となるフィードバック機構は、現時点で存在しない。
そこで、大腸内視鏡検査におけるフィードバック機構の一つとして、本研究により大腸内視鏡側面圧力センサを考案し作成した。この装置により、大腸粘膜への圧力の測定・術者へのフィードバック機構を構築でき、大腸内視鏡検査時の大腸への力学的負担を軽減できる可能性がある。また、初学者に対するトレーニングとして、大腸モデル下でのシミュレーションの際に側面圧力センサのフィードバックがあることで、初学者の技術向上の一助となる可能性がある。本研究期間において、当初設定したロードマップ通り、内視鏡の屈曲操作にも影響されず、正確に圧力を検出できるセンサを設計及び作製し、評価 した。具体的には(A)試作モデルの作製、(B)リスク分析に基づく試作機の設計変更、(C)切除大腸及び生体ブタでの実験による評価を行った。 とくに、試作したモデルでは、従来開発していた先端のセンサに比べ、硬い内視鏡が土台となるため、側面に加わる圧力を鋭敏に検出することができた。また、リスク分析として、内視鏡屈曲による圧力センサの誤動作を防ぐため、新たな機構を持つセンサを作成することができた。生体ブタでの実験では、新機構を持つセンサを使用し、生体においても適切な感度域で腸管と内視鏡の間の圧力をリアルタイムで検出できることを検証できた。

Research Products

• [Patent(Industrial Property Rights)] 圧力センサ、内視鏡スコープおよび内視鏡装置 (2017)
  • Inventor(s): 植木，上原，藤井，他
  • Industrial Property Rights Holder: 植木，上原，藤井，他
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-249999
  • Filing Date: 2017