| 研究課題/領域番号 |
22K12866
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 山口大学 |
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研究代表者 |
森田 実 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80510685)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 有限要素法解析 / 構造ー接触ー伝熱連成解析 / 超音波凝固切開装置 / 機械振動 / 医用デバイス / 複合振動 / 超音波メス / 医用機械 / 凝固性能向上 / 機械設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高齢化社会の急速な進展に伴い，外科的治療の負荷に耐えられない高齢患者の身体的負担を軽減するため低侵襲治療の発展が求められている．超音波メスは患者への負担が小さく術後の経過も良いが，機械的振動であるため細径化や柔軟化が難しく適用範囲が限定される．ハサミ型振動エンドエフェクタによる先端出力エネルギの増大，エネルギ伝搬ワイヤの設計による高出力フレキシブル構造を実現することで，マイクロデバイスの高出力化によるカテーテルや軟性内視鏡で使用可能な柔軟超音波メスの開発を目指す．
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| 研究実績の概要 |
超音波治療凝固切開装置の柔軟化を目指し，柔軟でエネルギロスの少ない超音波伝播部の開発と， 切開性能の高い先端エフェクタ部の開発の両面から研究している．
生体の凝固切開にどういう機械的な刺激が適切かは現在未解明の課題である．その原因に，凝固した組織の性能を定量的に評価することが難しく，機械的刺激の効果が評価できない現状がある．本年度ではこの課題に対して，超音波メスの励起制御方法およびターゲットへの接触条件を制御するための実験システムを構築し，様々な条件で生体に物理的に刺激を与え，実験条件とタンパク質変性の関係について評価した．システムは，再現性の高い実験を行うため超音波出力の制御と対象の接触で変化する共振振動数に追従するための制御，装置と血管組織の接触力の制御を行っている．凝固切開実験後の組織は引張試験を行うことで凝固性能の定量評価を行うことができる．また，凝固切開中に血管組織に発生する熱の分布とタンパク質の変性領域を観察し比較することで，変性に必要な物理パラメータの調査を行った．
柔軟化に関しては，撚り線に超音波を伝播する際に発生する熱に関して，有限要素法モデルを元にその評価を行っている．本年度では実験も並行して行い撚り線の素線それぞれの固有振動モードにより熱が発生する箇所に変化があることが確認された．今後は発熱を抑えるための構造設計を行っていく予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
特に大きな問題なく想定された結果が得られているため．
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| 今後の研究の推進方策 |
超音波メスの高出力化や柔軟化の課題が見えてきており，理論解析の環境や実験環境が整ってきている．これらの環境を活かして試作機の開発および試作機の特性評価をしていく．
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