2011 Fiscal Year Annual Research Report
低侵襲手術用触覚センサを用いた生体内計測・診断技術の確立
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22700485
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高嶋 一登 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 准教授 (30435656)
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| Keywords | 医療・福祉 / 触診 / 触角センサ / シミュレーション工学 / 血管内手術 / 低侵襲手術 / Surgical simulator / Tactile sensor |
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| Research Abstract |
本研究では、これまで研究代表者が開発してきた軽量・柔軟な有機強誘電体を用いた低侵襲手術用触覚センサをカテーテルやガイドワイヤに取り付け、生体内の「触診」を目指す。その際、触覚センサとは別に開発してきた血管内カテーテル手術シミュレータを用い、センサの構造・測定アルゴリズムの最適化を図る。2年計画の2年目である本年度の主な研究結果は以下の通りである。
1.(段階1-1:生体内計測・診断原理の検証および理論的背景の構築)センサは周波数によって応答が異なるので、手術シミュレータで評価するためには、ガイドワイヤの動的挙動に影響を与えるパラメータを適切に設定することが必要である。そのため、ガイドワイヤ自身の減衰係数の影響をシミュレータにより検討し、減衰の大きさの違いが血管内でのガイドワイヤ先端の軌道や反力に影響を与えることが分かった。一方、基板上に成膜された有機強誘電体薄膜の圧電特性について、基板の拘束が与える影響を有限要素解析によって検討した。
2.(段階1-2:試作品の作製)→(段階2:産業分野に展開)ポリフッ化ビニリデンを用いた薄板形触覚センサの試作品を作製し、試作したセンサによって対象物の表面の微小な段差や粗さの測定が可能であることが分かった。これまで、医療べの応用に焦点を絞ってきたが、自動化が進んだ産業分野においても、熟練工の触覚が重要な役割を果たす作業現場は数多く、同様の触覚センサによる触診の応用が期待できる。また、本試作品はサイズは大きくなったものの、得られた知見は低侵襲手術用触覚センサを開発する際にも活かせると考えられる。
3.(段階1-3:周辺技術の開発)周辺技術として、下大静脈フィルターを血管内に留置する際の変形挙動を数値解析により調べたり、触覚センサや手術シミュレータの評価に必要な血管バイオモデルの作製方法の検討を行ったりした。
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