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PCR検査検体前処理自動化システム用柔軟把持デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12753
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90140:医療技術評価学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

山本 郁夫  長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 教授 (10392953)

研究分担者 盛永 明啓  長崎大学, 工学研究科, 助教 (20781008)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードPCR検査 / 検体前処理自動化システム / 柔軟把持デバイス / ロボットハンド / 磁性シート
研究開始時の研究の概要

現在、コロナウイルスPCR検査において、唾液等の検査検体からコロナ感染の陽性、陰性の判別を大量に短時間で行わなければならない状況にある。PCR検査において作業効率、安全性、標準化の観点から工程自動化が必須となっている検体前処理工程を行うため、検体容器の形状に合わせて柔軟把持できるロボットハンドを開発し、PCR検査前処理自動化装置に組み込んで自動化実験検証を行う。これにより病院から搬送される様々な形状の検体回収容器を検査装置に自動でセットアップできるシステムが確立でき、PCR検査の完全自動化が実現する。

研究成果の概要

従来人手によるPCR検査を自動化するためには様々な形状の検体回収容器を安定して把持しセットアップ等の作業ができるロボットハンドが必要であると考え、柔軟把持デバイスの開発に至った。
併せて、検体容器の仕様およびPCR検体前処理自動化装置試験機の検討を行った結果、様々な形状の検体回収容器を検査装置に自動でセットアップできるシステムが確立でき、PCR検査の完全自動化が実現した。
また、CAD図面から3Dプリンタにてハンドデバイスを製作できる仕組みを構築し、短時間での大量生産が可能となった。さらに容器形状や材質についても特許収得と容器リユースのための新たな技術の産業財産権の出願を行うことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、PCR検査でボトルネックとなっている検体前処理工程において、検体容器の形状に合わせて柔軟把持できるロボットハンドを開発し、PCR検査前処理自動化装置に組み込んで自動化実験検証を行う。これにより病院から搬送される様々な形状の検体回収容器を検査装置に自動でセットアップできるシステムが確立でき、PCR検査の完全自動化が実現する。また、柔軟把持を有するハンドデバイスは新しい医療機器となる可能性が広がる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 2021

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 (2件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Research on automatic preprocessing equipment of salivary analyte for PCR inspection of coronavirus2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Ikuo
    • 雑誌名

      Science Progress

      巻: 104 (S3) 号: 3_suppl ページ: 1-9

    • DOI

      10.1177/00368504221115513

    • 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 Soft Grasping Hand Device for Inspection Cup2023

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Yamamoto
    • 学会等名
      The 12th International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Automatic Preprocessing Equipment of Salivary Analyte for Polymerase Chain Reaction Inspection of Coronavirus2021

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Yamamoto
    • 学会等名
      IMETI2021, The 10th International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation, Session A1
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 生物学的検体の分析方法及び検体回収容器の再生方法2024

    • 発明者名
      山本郁夫;関四郎;依田慎二;吉田英樹;中山美奈子
    • 権利者名
      国立大学法人 長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-046813
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 唾液回収容器2021

    • 発明者名
      山本郁夫;大田廉;柳原克紀;河野茂;盛永明啓
    • 権利者名
      国立大学法人 長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 唾液回収容器2021

    • 発明者名
      山本郁夫, 大田廉, 柳原克紀, 河野茂, 盛永明啓
    • 権利者名
      国立大学法人 長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラム2021

    • 発明者名
      山本郁夫, 河野 茂, 柳原克紀, 太田賢治, 佐々木大介
    • 権利者名
      協和機電工業株式会社, 国立大学法人 長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-149982
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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