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筋電計測原理を用いて視覚的に接触状態が提示可能な心筋細胞生検用ロボット鉗子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K08443
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

梅本 朋幸  東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 助教 (00813750)

研究分担者 宮嵜 哲郎  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (60734481)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード心筋生検 / 生検鉗子 / 筋電位 / 合併症 / 光ファイバ / 駆動装置 / 受動電極
研究開始時の研究の概要

心筋症の診断に使用する心筋生検鉗子は、屈曲可能なシャフトの先端にグリッパが付いた形状であり、血管を経由し目標とする心筋に近づけて細胞を採取する。術者はX線装置を使用して操作を行うが心筋壁は透視像では視認困難であり、現状の鉗子ではグリッパと心筋の接触による手応えも微弱なため、接触の判定が難しく、失敗時のリスクも高い。そこで、正確な接触判定のために筋電位測定の原理に着目し、これを応用した受動電極を有する生検鉗子と接触判定法を提案する。本課題は循環器内科医師の研究代表者と、医療福祉ロボット研究者の研究分担者により遂行される。

研究成果の概要

この研究の目的は、心臓の組織を安全に採取できる新しい心筋生検鉗子を開発し、その有用性を確認することです。2020年度には、市販の鉗子で生体心筋との接触を検知する条件を動物実験で評価し、受動電極を装着した試作機を作成しました。2021年度には、光ファイバによる接触圧力検知機能を考案し、体外実験と動物実験でその有効性を確認しました。2022年度と2023年度には、この機能の小型化と細胞採取機能の組み合わせを研究し、鉗子の安全な駆動方法を開発しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究の学術的意義は、心臓組織の安全な採取を可能にする新しい技術の開発です。従来の方法では難しかった接触圧力の正確な検知を光ファイバを用いて実現し、心筋生検の精度と安全性が向上しました。社会的意義としては、この技術により、心臓病の早期発見や治療がより確実に行えるようになります。これにより、多くの患者がより適切な治療を受け、健康な生活を取り戻すことが期待されます。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Optical-fiber-type Contact Force Detector for Improving Safety and Workability of Myocardial Biopsy2022

    • 著者名/発表者名
      Umemoto Tomoyuki、Sato Kei、Miyazaki Tetsuro、Kawase Toshihiro、Sogabe Maina、Sasano Tetsuo、Kawashima Kenji
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 34 号: 11 ページ: 4185

    • DOI

      10.18494/SAM4049

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2022-11-30
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of new generation myocardial biopsy forceps with contact state estimation function by EMG measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Umemoto
    • 学会等名
      第29回日本心血管インターベンション治療学会(CVIT2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋電位計測による接触状態推定機能を有する心筋生検鉗子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      Kei Sato
    • 学会等名
      第6回日本心筋生検研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of new endomyocardial biopsy forceps with contact state estimation by electromyogram2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Umemoto
    • 学会等名
      第4回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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