Project/Area Number |
20K21892
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
|
Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
|
Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
|
Keywords | 内視鏡 / LiDAR / TOF / 光ファイバ / 測距 / 至近距離 / 半導体レーザー / 光ファイバー |
Outline of Research at the Start |
数十μm径の超極細ファイバーの先端を偏向することによって、ファイバーから出力される可視光レーザービームを走査し、測距による3次元画像を実現する。これにより従来は得られなかった3次元カラー画像情報を低侵襲で得ることが可能となる。3D診察は勿論のこと、距離情報の付加によって内視鏡手術ロボットの目の役割を飛躍的に改善し、AI手術にも展開できる。さらに超極細ファイバーであるためマイクロニードルとの融合により皮下や体内深部でのラマン診断へと発展する。
|
Outline of Final Research Achievements |
Aiming to realize a new technology that plays the role of the eye of the next-generation minimally invasive surgical robot, we conducted basic research on visible light LiDAR for acquiring color stereoscopic images of endoscopes. A short pulse light (1ns) from a visible light semiconductor laser (wavelength 637 nm) was irradiated to the target in the closed space through the fiber, and the reflected light was received through the fiber for TOF measurement. An accuracy of 0.95 mm was obtained at a measurement distance of 50 mm, clearing the target value. This allowed us to verify the principle of visible light 3D-LiDAR for the realization of a minimally invasive 3D endoscope.
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の内視鏡は直径数mmであり、2次元画像しか得られず、診療や手術で使用する際に限界があった。将来の次世代低侵襲医療においては内視鏡検査・手術の高度化が必要であり、体内へ挿入するファイバーの極細化はもとより、患部の3次元画像やラマン像の取得が必須である。本研究では、内視鏡のカラー3次元画像取得を想定し、光ファイバーを使った至近距離カラーLiDARの原理検証を行った。これにより将来は、低侵襲手術における目の役目を果たす内視鏡が現実化し、画期的なAI手術ロボットや低侵襲の体内深部ラマン診断へと発展する。
|