2021 Fiscal Year Annual Research Report
次世代型カプセル内視鏡のための連結用磁気駆動多機能モジュールの開発
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19K04353
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
本田 崇 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (70295004)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カプセル内視鏡 / 永久磁石 / 外部磁界 / 磁気トルク / 細胞診 / 生検 / 穿刺 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、診断や治療の機能を有する次世代のカプセル内視鏡の実現を目指し、既存のカプセル内視鏡に連結して使用する磁気駆動の多機能モジュールの開発を目的とした。提案する多機能モジュールは、永久磁石を組み込んだ磁気アクチュエータにより構成され、嚥下可能なφ11mm×26-31mmのカプセル内に収納される。駆動は体外からの磁界によってワイヤレスで行われるため内蔵バッテリーは不要である。本研究で取り上げた機能は、その場にと止まるためのアンカー機能、自走機構を含めた位置合わせ機能、細胞診機能、生検機能、穿刺機能、薬剤放出機能である。実施期間の3年間のうち、2年目終了までに、ボルトとナットを基本構成とする磁石回転型アクチュエータを採用することで、3つ以上の機能を有する多機能モジュールの作製に成功している。
これらの成果を受け最終年度となる本年度は、アクチュエータを組み込んだ多機能モジュール同士を連結し、外から500Paの水圧を加えた食用のブタ小腸内において一連の動作を行った。その結果、所望の動作をすべて問題無く実施できることを確認した。
また、従来の3軸ヘルムホルツコイルによる駆動に加え、外部永久磁石をステッピングモータで回転する簡便な駆動装置を使った評価も実施した。本駆動法は深部になると磁界強度が低下してしまう課題があるものの、多機能モジュールの各動作に対応でき有用な駆動法であることがわかった。なお、磁界強度が低下する場合の対策として、腹部側と背中側に2つの外部永久磁石を配する装置構成を考案し、改善できることを確認した。
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