2021 Fiscal Year Research-status Report
A Development of Myocardial Biopsy Forceps with Contact State Estimation Function by Measuring Electromyogram
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20K08443
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Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
Principal Investigator |
梅本 朋幸 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 助教 (00813750)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮嵜 哲郎 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (60734481)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 心筋生検 / 生検鉗子 / 筋電位 / 合併症 / 光ファイバ |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、1)明示的・定量的に接触を判定でき、かつ2)安全性を担保しながら作業可能な心筋生検鉗子を作製し、臨床への有用性を評価することである。 昨年度は、市販されている心筋生検鉗子の根本電位を測定することで生体心筋壁との接触状態の検知が可能である条件を動物実験によって評価し、その結果をもとに、先端に受動電極を装着した新たな生検鉗子の試作機を作成した。そして、ブタ生体を用いて、心筋壁に試作機先端を接触させる実験を行い接触状態を検知可能であることを確認した。 本年度は、より安全にかつより定量的に接触状態を感知する機構として、光ファイバによる接触圧力検知機能を考案した。この機構は、光ファイバを内蔵し、ハンドル近傍でセンサに接続される。鉗子先端近傍には円錐形状の反射材が配置され、対面に光ファイバの端面が配置される。心筋に接触する直前はジョーの開閉機構によりシャフトの全長が数cm伸び、ばねの隙間が広がるため、反射材によって外側に反射された光が、空隙を介して外部に漏洩する。心筋に接触すると、先端の圧力によってシャフトの空隙が小さくなり、光の漏洩量が小さくなる。この光量変化により、先端の接触圧力が連続値的に検知可能となるものである。 しかしながら、本機構を現在実臨床で使用されている実際の鉗子に統合すること、鉗子の直径がかなり大きくなってしまい、実験動物の血管を経由して心臓へ進めることが困難である。そのため、通常鉗子先端にある細胞採取するためのジョーを有さない、鉗子構造体に光ファイバによる接触圧力検知機能を組み込んだ試作機を作成した。体外実験で原理及び試作機の特性を評価し、ブタ生体を用いた実験により体内環境下での動作を評価した。体外実験によって垂直方向及び屈曲方向の先端圧力を検知可能であることを確認し、動物実験によって心筋接触時には心拍に同期して2倍の変化を示すことを確認することができた。
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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
より安全に、かつ、より定量的に接触状態を感知できる機構を検討し、光ファイバを用いた新たな機構を有する試作機を作成することができた。また、この試作機を用いて、体外及び体内(ブタ生体内)において、接触状態の感知が良好に行えることを実証することができ、本機構の有用性を確認することができた。
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Strategy for Future Research Activity |
今年度、その有用性を実証することができた接触状態を感知する機構について、ダウンサイジングを行い、実臨床で使用されているサイズの生検鉗子に組み込んだ試作機の作成を行い、体外および体内(ブタ生体内)において、その有用性の確認を行なっていく方針である。
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Causes of Carryover |
昨年に引き続き、新型コロナウイルス感染症の影響により、当初予定していた試作機の作成が十分に行えなかった。また、予定していた動物実験の実施にも影響があった。次年度には、新たな機構の考案と実証、及び実臨床の使用に耐えうるサイズの試作機の作成を目標とし、動物実験での有用性の確認を行なっていく予定である。
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Research Products
(1 results)