Development of a Self-Propelled Capsule Endoscope with a Novel Actuator Structure for Low Power Consumption

• Project/Area Number: 24K21136
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 順 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00639255)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2026: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: カプセル内視鏡 / 酸化亜鉛 / 圧電材料 / ナノワイヤ / アクチュエータ

Outline of Research at the Start

既存のカプセル内視鏡は消化管の蠕動運動と同期して受動的に移動するため撮影のタイミングが不規則になる点や小腸，大腸のヒダ構造の影の部分が死角になることで腫瘍を見落としてしまう課題がある．そこで見落としを防ぐため，腫瘍が疑われる箇所に自走可能なカプセル内視鏡の開発が必要である．そのため，本研究では，カプセル内視鏡が胃や腸の任意の位置で留まれる，または腸内を能動的に自走でき，アクチュエータと同期させ広範囲な視野を持つ内視鏡を開発すること，またその電力量を減らすことを目標とする．アクチュエータ，発光素子，受光素子を構成しているキーデバイスは，環境に優しく安価な酸化亜鉛（ZnO）材料を採用する．