腹腔鏡下手術用超音波駆動メスの高機能化による操作性改善

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555072
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 橋本 稔 信州大学, 繊維学部, 教授 (60156297)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山内 清 (株)トーキン, 材料開発研究所, 研究部長 ; 中村 仁彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20159073) ; 吉中 平次 鹿児島大学, 医学部・附属病院, 助教授 (80191625)
• Keywords: 内視鏡下手術 / 超音波メス / 超弾性合金 / 低侵襲手術 / 手術ロボット

Research Abstract

超音波駆動メスの能動化を図るために,次の点について研究を行った.(1)湾曲時の振動状態の解析と制御.(2)振動伝達部の湾曲伸展機構.前者については,波動方程式を振動伝達マトリクス法により解き,湾曲に伴って振動状態がどのように変化するか計算を行った.その結果,縦振動成分については,湾曲時でも真直状態と同じように伝達されることが分かった.また,横振動成分については,湾曲に伴い増加するものの,増加率は小さいことが分かった.以上より,湾曲時においても,メス先端では必要な振動が得られることが明らかとなった.後者については,大きな湾曲角を得るために,超弾性合金を伝達棒として使用する方法を考案した.超弾性合金は2%程度の歪に対しても塑性変形することなく,除荷により元の形状へ回復するという特性がある.この特性を利用することにより,大きな湾曲角を得ることができる.超弾性棒を能動的に変形させるために,ワイヤ駆動を用いている.超弾性棒の振動の節にワイヤ保持部を設け,ワイヤをモータにより駆動する.
この他に,超音波メスの操作性に関する研究,内視鏡下手術の操作負担の軽減に関する研究などが行われた.

Research Products

• [Publications] M.Hashimoto,R.Wakako and K.Yamauchi: "Development of Electrically Heated SMA Active Forceps for Laparoscopic Surgery"Third International Symposium on Shape Memory Alloys and Related Technology. 16-17 (2000)
• [Publications] 若子倫菜,橋本稔: "内視鏡下外科手術用超音波駆動メスの湾曲化-湾曲時における振動解析-"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集. (掲載予定). (2001)