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水蒸気噴流を用いた生体凝固装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04295
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京工業大学

研究代表者

只野 耕太郎  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90523663)

研究分担者 川嶋 健嗣  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40300553)
研究協力者 田邉 稔  
伴 大輔  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワード医療デバイス / エネルギーデバイス / 水蒸気 / 凝固止血 / 腹腔鏡手術 / 止血 / 手術 / 人間機械システム / 外科用エネルギーデバイス / 生体凝固止血 / 生体凝固 / 手術支援ロボット
研究成果の概要

本研究では、生体組織の凝固止血を水蒸気噴流を用いた加熱によって行う方法を提案し、高出力かつ安全な新原理の外科手術用エネルギーデバイスを開発した。CFD解析および試作機の加熱能力評価によって、水蒸気による凝固止血の特性および装置の設計指針を明らかにした。また、生体ブタの肝臓に対する凝固止血実験による実証および病理組織観察により、本提案装置の有効性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水蒸気の強制対流による凝縮熱伝達現象のメカニズムを解析的および実験的に明らかにすることで、凝縮を伴う非定常圧縮性流体の挙動および強制対流凝縮伝熱現象に関する学術的な知見を得ることができる。また、水蒸気凝固装置の実現によって、組織の炭化が起こらず迅速で確実な凝固が可能となる。この結果、手術時間の短縮や合併症リスクの低減につながる。また、噴霧ノズル形状の工夫によって組織深部や広範囲の凝固などこれまでできなかった新たな治療方法の確立に貢献する。さらに、MRI環境下やペースメーカ使用患者に対しての治療が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] A Novel Device for Safe Trocar Insertion in Laparoscopic Surgery Based on the Insertion Force Characteristics2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Junpeng、the Department of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 226-8503, Japan、Tadano Kotaro
    • 雑誌名

      International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2019.9.1.1-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FORCE CHARACTERISTICS AND EFFECTIVE STOPPING UPON THE ABDOMINAL WALL IS PENETRATED OUT BY TROCAR DURING LAPAROSCOPIC SURGERY2018

    • 著者名/発表者名
      SUN JUNPENG、TADANO KOTARO
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics in Medicine and Biology

      巻: 18 号: 03 ページ: 1850025-1850025

    • DOI

      10.1142/s0219519418500252

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水蒸気噴流を用いた非接触凝固・止血法2016

    • 著者名/発表者名
      吉木均, 只野耕太郎, 伴大輔, 大内克洋, 田邉稔, 川嶋健嗣
    • 雑誌名

      日本コンピュータ外科学会誌

      巻: 18 ページ: 39-47

    • NAID

      130005249518

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Contactless Cauterization Device for Surgery Using A Steam-Jet2016

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yoshiki, Kotaro Tadano, Daisuke Ban, Katsuhiro Oouchi, Minoru Tanabe, Kenji Kawashima
    • 雑誌名

      Society for Science and Education United Kingdom

      巻: 3 ページ: 1-12

    • NAID

      120006582557

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Novel Device for Safe Trocar Insertion in Laparoscopic Surgery Based on the Insertion Force Characteristics2018

    • 著者名/発表者名
      Junpeng Sun, Kotaro Tadano
    • 学会等名
      2018 3rd International Conference on Biomedical Signal and Bioinformatics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a Handheld Trocar Insertion Device for Laparoscopic Surgery to Avoid Overshooting2018

    • 著者名/発表者名
      Junpeng Sun, Kotaro Tadano
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of an Easy-handheld Trocar Insertion Device and Verification by Exvivo Experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Junpeng Sun, Kotaro Tadano
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Trocar Insertion Device with a Control Method to Gentle the Force Fluctuation during Insertion2018

    • 著者名/発表者名
      Junpeng Sun, Kotaro Tadano
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cauterization Device with Double-Layered Nozzle Using Steam and Suction2017

    • 著者名/発表者名
      itoshi Yoshiki, KOTARO TADANO, Kenji Kawashima
    • 学会等名
      EMBC'17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3rd World Congress on Electrical Engineering and Computer Systems and Science2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yoshiki, Kotaro Tadano, Kenji Kawashima
    • 学会等名
      Surgical Aspirator with Steam-Jet Coagulator for Hepatic Surgery
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contactless cauterization device for hepatectomy using steam jet2016

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yoshiki, Kotaro Tadano, Katsuhiro Ohuchi, Daisuke Ban, Minoru Tanabe, Kenji Kawashima
    • 学会等名
      International Symposium on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイポーラ,アルゴンプラズマおよび水蒸気噴流による凝固変性組織の比較2016

    • 著者名/発表者名
      吉木 均, 只野 耕太郎, 大内 克洋, 川嶋 健嗣
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2016
    • 発表場所
      旭川
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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