低侵襲治療用多機能カテーテルのための前方視血管内超音波内視鏡の開発

• 研究課題/領域番号: 01J08364
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 杉本 真也 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 多機能カテーテル / 超音波プローブ / 撮像 / 衝撃波誘起超音波 / 画像構築プログラム / 参照物体

研究概要

本研究の目的は、多機能カテーテルに搭載するための前方視血管内超音波内視鏡の開発を行い、臨床で使用できる治療システムの構築を目指すことである。多機能カテーテルとは、本研究で開発する前方視血管内超音波内視鏡や、血管内圧測定用光ファイバ圧力センサや、カテーテル先端の位置・姿勢測定用磁気ベクトルセンサなどの要素を搭載して多機能化させた、形状記憶合金コイルをアクチュエータとして動作する医療用カテーテルである。この多機能カテーテルを用いることで、より安全で確実な血管内低侵襲治療を実現できる。研究は具体的には、超音波素子の作製,信号線多重化のための集積回路の設計と評価,画像構成プログラムの開発を行い、医療現場で使用できるシステムの構築を最終的に目指した。
平成15年度では、作製した超音波プローブを搭載したカテーテルを治療現場で使用できるような最終的なシステムを構築することを目指し、物体の撮像を通してシステムの総合評価を行った。具体的には、作製した超音波プローブを入れる試験容器に対して、各種回路基板と信号送受信機器(制御用PCやオシロスコープなど)とを接続した実験系を用いて、レーザブレークダウンで発生させた衝撃波誘起超音波(ULIB)を音源とし、プローブ前方の物体の撮像を試みた。実際の物体と得られた像と差とを、プログラミングによる画像処理の補正により最適化することで、前年度の画像処理プログラムの向上をはかり、参照物体と構築画像との間に差異を減少させることに成功した。医療現場で使用できるシステムとして、カテーテルでの撮像の正確性は必須条件である。また、現場の医療従事者である医者にフレンドリーな装置であることも必要である。そのために、医者方々との装置の改良をさらに進める必要があると考える。