A Development of Myocardial Biopsy Forceps with Contact State Estimation Function by Measuring Electromyogram

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K08443
• 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮嵜 哲郎 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (60734481)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 心筋生検 / 生検鉗子 / 筋電位 / 合併症 / 光ファイバ / 駆動装置

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。
2020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。
2021年度は、光ファイバによる接触圧力検知機能を考案した。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り、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。そこで、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。
2022年度は、昨年度に考案した光ファイバによる接触圧力検知機能自体のダウンサイジング化及び細胞採取を行うためのジョーを組み合わせた鉗子を作成するための鉗子構造の研究・開発を行なった。同時に、安全を担保しながら心筋生検を行うために、鉗子自体に装備可能な駆動形式の研究・開発も行なった。
最終年度（2023年度）は、昨年に引き続き、接触圧力検知機能自体の小型化および細胞接種を行うためのジョーを組み合わせた鉗子を作成するための鉗子構造の研究・開発を行なった。また、鉗子先端を駆動するための方法について研究・開発を行った。