研究課題/領域番号 |
20K21892
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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研究機関 | 大阪大学 |
研究代表者 |
山本 和久 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (90592535)
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研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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キーワード | 内視鏡 / LiDAR / TOF / 光ファイバ / 測距 / 至近距離 / 半導体レーザー / 光ファイバー |
研究開始時の研究の概要 |
数十μm径の超極細ファイバーの先端を偏向することによって、ファイバーから出力される可視光レーザービームを走査し、測距による3次元画像を実現する。これにより従来は得られなかった3次元カラー画像情報を低侵襲で得ることが可能となる。3D診察は勿論のこと、距離情報の付加によって内視鏡手術ロボットの目の役割を飛躍的に改善し、AI手術にも展開できる。さらに超極細ファイバーであるためマイクロニードルとの融合により皮下や体内深部でのラマン診断へと発展する。
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研究成果の概要 |
次世代の低侵襲手術ロボットの眼の役割を果たす新規技術の実現を目指して、内視鏡のカラー立体像を取得するための可視光LiDARの基礎研究を行った。可視光半導体レーザー(波長637nm)から短パルス光(1ns)をファイバーを通して閉所空間内のターゲットに照射し、反射光はファイバーを通して受光するTOF測定を行った。測定距離50mmにて精度0.95mmが得られ、目標値をクリアした。これにより、低侵襲の3D内視鏡の実現に向けた、可視光3D-LiDARの原理を検証できた。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の内視鏡は直径数mmであり、2次元画像しか得られず、診療や手術で使用する際に限界があった。将来の次世代低侵襲医療においては内視鏡検査・手術の高度化が必要であり、体内へ挿入するファイバーの極細化はもとより、患部の3次元画像やラマン像の取得が必須である。本研究では、内視鏡のカラー3次元画像取得を想定し、光ファイバーを使った至近距離カラーLiDARの原理検証を行った。これにより将来は、低侵襲手術における目の役目を果たす内視鏡が現実化し、画期的なAI手術ロボットや低侵襲の体内深部ラマン診断へと発展する。
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