2007 Fiscal Year Annual Research Report
血管内治療戦略の評価を目的とした精密人体ロボットシミュレータの構築と制御
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18206027
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
福田 敏男 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (70156785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 史人 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90221051)
根来 眞 藤田保健衛生大学, 医学部・脳神経外科, 教授 (90115618)
池田 誠一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (00377821)
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| Keywords | 手術シミュレータ / 血管立体モデル / 血管内カテーテル手術 / 光弾性解析 / ラピッドプロトタイプ / 微細加工 / テーラーメイド医療 / 拡張現実感システム |
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| Research Abstract |
1.人体ロボットシミュレータの血管拡張(全身動脈モデルの構築)
冠状動脈領域については、医師らの指導に基づいて主要15領域(AHA分類)を含む左右冠状動脈の3次元データを精錬し、立体モデル化するとともに、人体ロボットシミュレータへの導入を行った。併せて、血管構造を含む上肢構造を構築した。これにより心疾患に対するカテーテル治療戦略の評価系を構築した。またMEMS技術を応用して、円形断面を特徴とする2次元毛細血管モデルの構築技術を確立した。一方、人体ロボットの内部に、生体内の血液流れを再現するべく、拍動ポンプの構築を行い、基礎評価を通じて有効性を確認した。
2.光弾性法による応力解析系の構築
手術中に医療器具操作によって血管壁に付与される応力を評価するべく、光弾性法による血管立体モデルの血管壁面応力の評価系を構築した。特に、昨年度に考案した反射型RGB光弾性法の基礎理論に基づいて、計測系を構築し、その有効性の確認と解析精度の評価を行った。また同結果を踏まえて、3次元応力の計測理論について検討を行った。
3.X線血管撮影(IVR)の疑似再現
手術中に体内透視撮影に使用されるX線撮影環境(IVR)を、拡張現実感システムにより、本システム上に再現するべく、昨年度までに考案した手法に基づいて、システムの構築を行い、医師による評価を通じてその有効性を確認した。
4.新血管内治療デバイスの検討
経血管的アプローチにより血管疾患(特に狭窄症)を治療するための生分解性人工血管スキャホールドの試作行った。昨年度の評価に基づき、細胞や周囲組織との親和性を向上するべく、血管断面上の密度にグラデーションを有するスキャホールドの構築技術を考案した。動物実験による生体適合性評価に向けた準備と基礎実験を行った。
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