2014 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ球面超音波モータを利用した血管内視鏡の開発
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25289019
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
遠山 茂樹 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20143381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 寛 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80293041)
西澤 宇一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80553221)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アクチュエータ / 内視鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２５年度の成果をもとに、φ0.7の球ロータをもつ球面モータの開発を行った。先ず、一軸の実験の実験を行った。φ0.7の円弧状の端面をもつ長さ2000mm、φ0.05のワイヤーのもう一方の端面から、ランジュバン素子にて加振を行った。先ず、ランジュバン素子に印可する周波数を変化させた（印可電圧はVp-pで10V）。その結果、ランジュバン素子の共振周波数24.8555 kHz から印可周波数を変化させることでロータの回転速度2500rpmから滑らかに回転数を制御できることを示した。次に印可する電圧を変化させることで、0rpm～4000rpmまで滑らかに回転数を制御することができた。さらに、振動の伝搬路を変化させた。距離が長くなるに従い、回転数が指数関数的に変化することを明らかにした。最後に水中でも実験を行なった。印可電圧20vp-p、共振周波数で駆動した。243rpmの回転数を得た。内視鏡としては十分な回転速度である。また、連続的に回転させ、安定してロータが回転することを確認した。これよりワイヤーを３組用いて２自由度の球面モータを試作した。押しつけの安定性の問題があるものの、２自由度の運動を行うことができた。
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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
ロータ径φ0.7の球面モータを組み立て回転を確認した。一軸の実験を集中的に行うことで、球面モータの制御や最適な構成も明らかにできた。H27年度には内視鏡として完成させるができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度には血管内視鏡を試作する。まず、カテーテルスリーブに複数のオプティカルファイバーを束ねてφ0.3程度にして、φ0.7の球ロータの穴あけを行い貫通させる。オプティカルファイバーの先端にはレンズをもたせ、これより得られた画像から撮像センサー後段に設けた画像処理デバイスでフレームモーフィング処理を行う。血管挿入時の進行分岐路の確認、方向示唆、および患部状況の視覚的確認が実現できるようにする。球面モータの操作性の検討（操作者の直感的な操作による駆動の実現、応答性の確保、視野の呈示）、予め登録されたパターンの自動追尾（血管内のプラークの形状、色）、生物学安定性のある材料の塗布（アレルギー性フリーの材料、安全性の高い合成高分子）を経て、内視鏡としての操作性の評価（医師によるマニュアル操作、画質評価、追従モード）を行う。さらに内視鏡に血栓除去ユニット、ビーコンを取り付け有効性の向上を目指す。滅菌処理など安全性を考慮した取り扱いの検討を行う。
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| Causes of Carryover |
設計を行っていた2次試作の微細球面モータと制御回路の設計回路の設計時間がかかり、製作が次年度に持ち越すことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
4月よりただちに球面モータと制御回路製作にかかる。5月以降は、当初の計画通り研究を進める。
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Research Products
(1 results)
