| 研究課題/領域番号 |
20K14679
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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20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 東京工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
原口 大輔 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (40767729)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 超音波メス / 多自由度手術デバイス / 柔軟関節構造 / 超弾性合金 / 多自由度術具 / 低侵襲手術 / 手術支援ロボット / 多自由度超音波メス / 低侵襲外科手術デバイス / 超音波駆動メス / ロボット手術 / 柔軟関節 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年ロボット支援手術が普及し、より低侵襲かつ精密な治療手技が求められるようになってきている。特に超音波メスは非常に多くの外科手術に不可欠な処置具であり、多自由度化・細径化のニーズが高い。本研究では、小型細径化に適したロボット鉗子の精密な柔軟関節構造を超音波メスに応用することにより多自由度化を行う。先行研究に比べ50％以下のサイズに小型細径化が可能で、かつ血管封止のための把持機構も備えた高機能な超音波メスを実現する。
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| 研究成果の概要 |
超弾性合金（NiTi）製のアクティブブレードを用いた先端屈曲および把持動作が可能な多自由度超音波メスを開発した。アクティブブレードに帯板状の局所柔軟部を設け、ワイヤ駆動機構によって±60°のコンパクトな屈曲動作を可能とした。試作したアクティブブレードは駆動電圧25 V、直線状態にて共振周波数57.5 kHz、振動子電流528 mAの良好なノミナル性能を有する。屈曲状態においても安定した超音波共振を実現できたが、その一方で振動振幅の減少による性能低下や耐久性についての課題が明らかになった。食用豚肉を用いた焼灼実験では、提案する把持機構を使用して広範囲な処置が可能であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年内視鏡下で行う低侵襲手術が広く普及し、またロボット支援手術がますます盛んに行われるようになってきていることから、より精密かつ安全な手術を行うための多自由度な治療デバイスが求められている。本研究成果はこのニーズに強く応えるものであり、低侵襲手術をはじめとする多くの診療科の外科手術において、超音波メスの患部に対する正確なアプローチが可能となり、過剰な組織損傷や術後合併症の低減に寄与する。また、従来リスクの高かった狭小部位でもより安全な処置が行えるようになり、超音波メスの適用術式がさらに拡大していくことが期待される。
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