空間活用能を装備した新規の内視鏡flexible-rigid scopeの開発

• Project/Area Number: 22K09265
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 谷川 元紀 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (20343402)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: brain tumor / endoscope / flexible-rigid scope

Outline of Research at the Start

頭蓋内病変に対する内視鏡手術は、その利点から適応が拡大しつつあるが、頭蓋内には利用できる空間が僅かであり、一般的にその操作性は低くなる。さらに、内視鏡本体がその空間を狭めて、それに拍車を掛けている。頭蓋内の限られた空間をより有効に利用するために、両手の手術器具と内視鏡本体を干渉させずに、開口部から病変部に至る直線的な空間を避けて設置できるように、その形状を変形・固定できる機能を装備した新規の内視鏡の開発を目指す。これにより、頭蓋内病変に対する内視鏡手術では、その僅かな空間をより有効に利用でき、操作性、さらには安全性も向上し、そのさらなる普及も促進するものと考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

頭蓋内病変に対する内視鏡手術は、その利点から適応が拡大しつつあるが、頭蓋内には利用できる空間が僅かであり、一般的にその操作性は低くなる。さらに、内視鏡本体がその空間を狭めて、それに拍車を掛けている。頭蓋内の限られた空間をより有効に利用するために、両手の手術器具と内視鏡本体を干渉させずに、開口部から病変部に至る直線的な空間を避けて設置できるように、その形状を変形・固定できる機能を装備した新規の内視鏡Flexible-rigid scopeの開発が本研究の目的であり、そのため、まず研究の端緒としてFlexible-rigid scopeのプロトタイプの作成が欠かせない。しかしながら、新型コロナウィルス感染症の蔓延の影響で、実際にFlexible-rigid scopeの作成を担当している共同研究者との交流がスムーズに行かず、本研究を進めることは殆どできなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナウィルス感染症の蔓延の影響で、実際にFlexible-rigid scopeの作成を担当している共同研究者との交流がスムーズに行かなかった。

Strategy for Future Research Activity

今年度行う予定であった、Flexible-rigid scopeのプロトタイプの製作を令和5年度に行う。このFlexible-rigid scopeは、4Kの画質を有し、shaft部分は外径を4.5 mmとし手前の部分は緩やかに15 °まで、病変近傍の先端部分は160°まで屈曲できるようにする。また、単独で手術を遂行できるように固定できる性能も持たせる。そのためヘッド部に単段の視野120度の魚眼レンズを備え、それを光センサと固定位置関係に置き、レンズに入った情報をそのまま４Ｋディスプレーに投影させるDirect Imaging Systemを採用する。これによって先端部の1.5cmは硬性化するが、それより手前の部分は 軟性化する。そして、令和6年度には、完成したscopeを、別途作成した頭蓋内内視鏡手術シミュレーションモデル内で使用して、その動作性能を3次元動作分析システム（現有）を用いて解析し、その有効性を確認するとともに、改良の必要性が割り出された場合はそれを改良する。最終的に、cadaver dissectionで、頭蓋内病変に対する各アプローチに用いて、有効性を確認する。時間が不足した場合には、令和7年度まで研究期間を延長して行う。