1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09558118
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
池内 健 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (30026223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富田 直秀 京都大学, 生体医療工学研究センター, 助教授 (50263140)
清水 慶彦 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (00027111)
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| Keywords | マイクロロボット / 低侵襲医療 / 粘液 / 液体潤滑 / 超弾性ワイヤ / 内視鏡 |
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| Research Abstract |
診断,手術,薬剤送達を目的とするマイクロロボットを生体内で移動させるために、粘液を利用して生体組織と接触することなく推進させる技術に関する研究を行い,斜め方向にリブを配置したインペラ-を回転させることによって推進する機構について研究した.まず流体潤滑に基づく理論解析によって推進力を最大にする最適設計条件を与えた.次いで拡大モデルを用いて粘液の流動を調べるとともに,発生する推力と移動速度を計測した.その結果,実験値はほぼ理論的予測と一致したが,リブのスパンが大きい場合には推力が理論値より低く,また1N以上の推力を得ることは困難であった.透明なインペラ-を用いる可視化実験により,前者の原因はリブの間の二次流れ(渦)による損失であり,後者の原因は気液界面の不安定化による粘液への空気の混入であることを解明した.
マイクロモータを用いる小型モデルを製作して透明な管の内部で移動させる実験を行った.推力と移動速度を計測した結果から,斜め方向にリブを加工したインペラ-を回転させることによってマイクロロボットを管内で確実に移動させうることを確認した.
超弾性ワイヤによって後部からインペラ-を回転させる方法についても実験を行った.この場合には既存の内視鏡のチャンネルにワイヤを通して後部を回転させることによって,内視鏡を挿入することも可能である.超弾性ワイヤの先端部にインペラ-を装着した機器およびそれを内視鏡のチャンネルに装着した場合について,麻酔したイヌの体内で移動試験を行った.その結果,経口による順行性挿入の場合には十二指腸まで,経肛門の逆行性挿入の場合には上行結腸まで容易に到着させることができた.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Ken Ikeuchi: "Low invasive propulsion of medical devices by traction using mucus" Wear. 209. 179-183 (1997)
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[Publications] 葭仲 潔: "医療用マイクロロボットの移動機構" 日本機械学会第9回バイオエンジニアリング講演会論文集. 96・48. 101-102 (1997)
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[Publications] 葭仲 潔: "医療用デバイスの体内移動システム" 電子情報通信学会総合大会論文集. (1997)
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[Publications] 葭仲 潔: "自走型体内ロボットに関する研究" 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演合‘97講演論文集(B). 97・22. 1031-1032 (1997)
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[Publications] 葭仲 潔: "医用機器の低侵襲体内誘導に関する研究" 第15回日本ロボット学会学術講演会論文集. 715-716 (1997)
