2016 Fiscal Year Research-status Report
Development and clinical application of sensorized forceps for thoracoscopic surgery
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15K10274
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
新明 卓夫 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (30449392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑名 健太 東京電機大学, 工学部, 助教 (00593055)
中村 治彦 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (80183523)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | センサ / 胸腔鏡 / 鉗子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は、前年度に肺用に試作したセンサ付鉗子による硬さ計測の実現可能性の評価とセンサ付鉗子の鉗子最大径を10mm以下とする設計を行った．また，硬さ情報提示用ソフトウェアとして，把持対象の硬さに応じてディスプレイに表示される色が変化するソフトウェアを試作した．
ハードウェアであるセンサ付鉗子については，昨年度試作した動作確認用試作機によりゼラチンとブタ肺を対象として硬さ計測の性能評価を行った．試作機により対象を把持することで硬さの指標を算出し，フォースゲージを用いた手法により算出した硬さ指標との比較を行った．その結果，センサ付鉗子により算出した値は，フォースゲージによる値の0.3倍の値で硬さの指標が算出され，肺用に設計した試作機により硬さの見積りが可能であることが示唆された．また，径12mmのポート孔からの胸腔への挿入へ向け，鉗子最大径を10mm以下とする設計を行った．次年度以降実際に試作を行い，ヒト組織を対象とした評価へ向けた準備を行う．
医師への硬さ情報提示用ソフトウェアとして，センサ付鉗子により得られる対象に加わる力と鉗子の開閉量から，対象の厚さ・硬さを算出するアルゴリズムを実装したソフトウェアを試作した．ソフトウェアには，医師が直感的に対象の硬さを把握できるよう，把持した部分の硬さに応じてディスプレイに表示される色が変化する機能を実装した．次年度以降，センサ付鉗子を含む硬さ計測システムとしての評価を行う．
また，センサ付鉗子システムにより，肺中の腫瘍サイズを推定するアルゴリズムを提案し，肺中の腫瘍を模擬したゼラチンとシリコーンゴム球のモデルを対象に，提案手法の原理確認を行った．また，提案手法の生体への応用可能性を評価するため，シアノアクリレート系瞬間接着剤を腫瘍モデルとして埋植したブタ肺を対象に評価を開始した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
硬さ情報提示用ソフトウェアの試作により，硬さ計測システムとしての試作が完了し，システムとしての評価を行うことが可能となった．これにより，肺用のセンサ付鉗子の開発と並行して，ブタ肺等の生体組織を対象としたシステムの評価を行うことが可能となった．システムに含まれるセンサ付鉗子は市販の鉗子を使用しているものの，肺用のセンサ付鉗子が試作でき次第置き換えることが可能なシステムとなっている．以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度設計した最大径10 mm以下のセンサ付鉗子を試作し，肺用の硬さ計測システムとしての1次試作を完成させる．その後，臨床への応用へ向け，センサの滅菌性の評価等ハードウェアとしての安全性評価を行うとともに，センサ付鉗子が生体組織へ与える損傷の程度等の評価を行い，実際のヒト組織への応用を目指す．
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| Causes of Carryover |
予定よりも消耗品が安価に購入できたため、予定額が余り、次年度に使用することとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品購入にあてる。
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