| 研究課題/領域番号 |
20K20217
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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 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
孔 徳卿 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (50868974)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 超音波 / 非線形音響 / 液中推進システム / 血管内ロボット / 音響駆動力 / 弾性表面波 / 厚み振動 / 音響放射圧 / アクチュエータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々が発明した，超音波素子での音響放射圧による液中自走式超音波推進システムに関する研究を行う。2018年，動作を初めて確認した新しいデバイスである。従来の液中自走式推進システムより，単純な構造，高推力，小型化と低コストの利点を持ち，低侵襲治療，ターゲット療法さらに遠隔医療に向け，血管内ロボット推進システムの創成を目的とする。推進力発生のメカニズムを音響放射圧の理論から定量的に明らかにするとともに，推進力源となる振動子の振動姿態や周波数に対する応答など，基本的な特性について検討する。実用化に向け，血管環境のような管内実験と複数の液体中の駆動実験も行う。
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| 研究成果の概要 |
推進力発生のメカニズムを理論から定量的に明らかにするとともに，推進力源となる振動子の振動姿態や周波数に対する応答など，基本的な特性について検討した。音響放射圧を中心として音響駆動力を計算し，音響流と粘性の影響も考慮し，推力特性を議論した。高周波数による弾性表面波素子とバクル波振動子を検討し，推進システムの小型化と多自由度制御を検討した。人体に優しい圧電材料を考慮し，非鉛性圧電振動子も議論した。パイプ内走行実験で血管内ロボット向けのテストを行った。将来的に，新型超音波推進力による血管内自走式ロボットを利用し，高精度で安全性が高い，身体に優しい血管外科手術法の創成が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
血管内には血流があり，従来の液中推進システムでは高推力と小型化の両立は困難である。我々が超音波推進システムによる血管内自走式ロボットを考案した。 超音波推進システムは，単純な構造，高推力と小型化という利点がある。低侵襲心臓血管外科手術を革新するため，超音波推進システムによる血管内自走式ロボットを用い，高精度で安全性が高い，身体に優しい次世代心臓血管外科手術法が期待される。ターゲット療法さらに遠隔医療に向け，血管内ロボットの創成が期待される。超音波による血管内ロボット推進システム技術の実現は医療と生物科学の分野に大きな貢献が期待される。
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