2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of an optical bending sensor for pressure driven actuators
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18K18397
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| Research Institution | Fuzzy Logic Systems Institute |
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Principal Investigator |
井上 佳則 一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 主任研究員 (20402505)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 医用システム / 光センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腹腔鏡手術やカテーテル術など低侵襲医療によって患者の術後QOLが大幅に向上する一方で、医師に高度な技術と訓練が要求されている。特に体内に挿入される医用機器には高い安全性が求められるため、一般的な工業用センサやアクチュエータを転用することは困難である。これらの問題を解決するため、本研究では従来のセンサとアクチュエータを組合せるのではなく、両者一体となったシステムの構築を目指して研究を進めてきた。
本年度は、作製した屈曲センサの理論モデルの構築に取り組んだ。非通電で駆動する水圧能動カテーテルに、非通電の屈曲センサを取り付けることにより、先端部の屈曲が測定できる。目的の屈曲角度に駆動させることや、組織との接触による屈曲の検出を可能にすることができる。この屈曲センサは、ファイバ側面を加工して作られる。加工したファイバは加工部で屈折率が変化し、加工面側へ屈曲させると光量が低下する、逆方向に屈曲させると増加する。光量のみに着目しているため、ファイバの周波数特性等に依存せず、照度計のみを測定装置とするため非常にシンプルなシステムになる。
これまでは実験的にセンサ出力と屈曲角度の関係を求めていたが、具体的に光量の過多がどのような原理に基づいて起こっているかについては未検討であった。そこで方端から入射したレーザーはファイバ内部で完全屈折をすると仮定し、幾何光学的に光線追跡法を用いた。形状パラメータを調整することにより、実測値と比較した。
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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
研究環境の変化があったため、研究計画を一部変更したがおおむね順調に進んでいる。社会情勢により、実験計画を延期、変更する必要があったため、実施順を変更し在宅でも取り組むことができる理論モデルの構築を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
駆動システムの制御プログラムを最適化し、より高度なシステムとする。理論モデルと実機の出力を実験的に検討する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大による研究計画変更のため。
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