| 研究課題/領域番号 |
19K20722
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 香川高等専門学校 |
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研究代表者 |
前田 祐作 香川高等専門学校, 機械工学科, 講師 (00803404)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 触覚センサ / 構造色 / 低侵襲治療 / 軟性内視鏡 / センサ / 硬さ / ３軸荷重 / NOTES / 硬さセンサ / 触角センサ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軟性内視鏡を用いた超低侵襲治療において，医師が視覚情報しか得られず，発見した「病変の正確な診断」や，鉗子の扱いなどの「治療技術の習熟」が困難であるという課題が存在している。申請者はこれまで，取得する情報に応じて変化するセンサの構造色を内視鏡カメラで取得する，“構造色式センサ”を提案し，送気圧計測によりその基本動作を実証している。本研究では，“構造色式センサ”を触覚取得へ拡張し，硬さや把持状態が検出可能なセンサ要素を開発・鉗子へ実装し，必要に応じて硬さや把持状態の計測を，同時に可能とするシステムを実現することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，軟性内視鏡治療における医療用鉗子の把持状態や，接触した臓器の硬さなどを同時に計測可能センサの実現を目指し，情報に応じて呈する構造色が変化する，構造色式センサによる，触覚取得技術の開発に取り組んだ。開発したセンサ要素の３軸荷重に対する応答を取得し，垂直荷重に対する荷重分解能1mN，計測範囲25mNを確認した。また，実際の生体組織の硬さに対応するA5およびA45のサンプルに対しての応答を取得した。これらの評価結果から，医療用鉗子で想定される把持力5Nまでの範囲での垂直荷重及び，その際の摩擦力を計測可能な性能の実現に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造色式センサと，内視鏡カメラの組み合わせによる計測は単一の内視鏡視野から送気圧や温度，鉗子の把持状態や接触箇所の硬さなどの複数の情報を，医師の必要に応じて，同時に取得可能であり，構造的には，現行の内視鏡構成に対してセンサチップの追加のみで実現できる。このことは，センサの無線化に対する一般的なアプローチである，無線素子や電池を使用する場合に比べ，実装体積を小さくできることから，軟性内視鏡治療への応用において，多様な計測への拡張性の高い技術である。
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