共焦点顕微鏡プローブと摩擦検出微細鉗子を用いた脳腫瘍の術中診断・摘出システム

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20300176
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 米山 猛 Kanazawa University, 機械工学系, 教授 (30175020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 香川 博之 金沢大学, 機械工学系, 講師 (40251938) ; 渡辺 哲陽 金沢大学, 機械工学系, 講師 (80363125) ; 濱田 潤一郎 金沢大学, 医学系, 教授 (40253752) ; 林 裕 金沢大学, 医学系, 准教授 (90262568)
• Keywords: 共焦点顕微鏡 / 脳・神経 / 鉗子 / 手術 / 摩擦

Research Abstract

本研究は,多自由度に屈曲する共焦点顕微鏡プローブにより生体内の微小領域の診断を行う手法を開発するとともに,圧力のみでなく摩擦も検出する多自由度微細鉗子を用いて内視鏡の先で正確に腫瘍の摘出作業を行う操作システムを開発し,脳腫瘍の術中診断・摘出システムの構築を図ることを目的としている.
課題1: 共焦点顕微鏡プローブの開発: 対物レンズ部分が回転ジョイントと反射鏡で構成される多自由度屈曲対物レンズプローブを製作した.チューブの途中にはリレーレンズを装着した.通常の光学顕微鏡で,任意の場所に対物レンズを当てて,良好な画像を得られることを確認した.次に共焦点スキャナを光学顕微鏡に取り付けたシステムを試作し,評価を行う段階にまで至った。
課題2: 微細屈曲鉗子操作システムの開発
硬性内視鏡に挿入できる直径3mmのチューブの先で屈曲・回転・開閉動作する微細鉗子を製作した.微細屈曲鉗子駆動機構は,前後の送りを行う送りねじ機構,紺子の開閉を行うステージ,軸回転を行うモータ,屈曲を行うモータから構成される.一方操作を行うレバーシステムを構築した.このシステムは,レバーの前後駆動,手首のねじりまたは回転,手首の屈曲,指の開閉機構からなる.それぞれにカセンサがとりつけてあり,駆動した位置情報とともに、微細鉗子からの力情報を受けて,操作レバーに力情報を返すフィードバックのプログラムを作成した.
課題3: 把持力・摩擦力センサの開発
微細鉗子の表面につける微細な圧力・摩擦力センサを設計・製作した。これによって鉗子で把持する力を操作レバーの開閉レバーにフィードバックすることが可能となった.