マイクロマシンによる頭蓋内血管用能動カテーテルの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07557093
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 根来 真 名古屋大学, 医学部, 助手 (90115618)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 向井 久之 株式会社クリニカルサプライ, 研究開発部, 研究主幹 ; 福田 敏夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (70156785)
• Keywords: マイクロマシン / 能動カテーテル / マイクロカテーテル / 型状記憶合金 / ICPF / 力覚センサー / 遠隔操作

Research Abstract

1.外部からカテーテルを駆動させる方式として、1)型状記憶合金(SMA wire) 2)ICPF (Ionic Conducting Polymer Film Actuator)を選択して研究を行った。
型状記憶合金(SMA wire)(100-150 micron)は通電量の調節により、収縮量を設定可能であり、高分子電解膜であるICPF (Ionic Conducting Polymer Film Actuator)は低電圧の通電により電気分解が生じ陰極側に湾曲する能力を有する。これら両者をカテーテル先端に装着することにより、外部からのカテーテル誘導可能となった。生理食塩水下のシュミレーション(in vitro実験)では外部からの通電によりカテーテルの誘導は可能であった。
一方犬を用いた(in vivo実験)では、
1)は体温の影響を受け、誘導は生理食塩水下のシュミレーションと比較し良好でないことと、発生する熱が体組織に影響を与える可能性があることが判明した。
2)は通電量が大きく全体の心機能に与える可能性があることが判明した。
2.能動カテーテルの開発に必要な力覚センサーについても研究を行った。
これは力覚センサーをカテーテル先端に装着することにより血管壁に接触したカテーテル先端が直ちにその力覚を感知し、駆動システムにフィードバックすることにより制御する方法を開発する基礎となる。
シリコンゲルを用いたマイクロ力覚センサーをカテーテル先端に装着し、まず静特性の評価を行った。センサーと被接触体の接触角度を変化させる実験を行い、90度から60度までの間では正確な力覚の測定がえられ、測定誤差3〜4%であった。これによりマイクロ力覚センサーは実用上使用可能であることが判明した。

Research Products

• [Publications] Negoro M: "Intravascular manipulation of microcathter system for cerebral vascular system-Clinical application for monitoring and treatment" Proceedings of International Symposium on Micromachine and Human Sciences. 7. 213-216 (1996)
• [Publications] Fukui K,Negoro M: "Usefulness of intrvascular Doppler flow measurements in cerebral endovascular treatment-A comparison with transcranial Doppler" Interventional Neuroradiology. 2. 103-110 (1996)
• [Publications] 郭 書祥、福田敏夫、新井史人、根来 真: "能動カテーテルシステムに関する研究(多自由度カテーテルの構造、実験結果と動作特性の評価)" 日本ロボット学会誌. 14. 820-835 (1996)
• [Publications] 郭 書祥、福田敏夫、新井史人、根来 真: "能動カテーテルに関する研究" 日本機会学会論文集. 61. 1566-1571 (1995)