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2018 年度 実績報告書

膠原繊維を考慮した皮下組織の3次元力学構造の解明と高感度柔軟触覚センサへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K20003
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

田中 由浩  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)

研究分担者 臼田 信光  藤田医科大学, 医学部, 教授 (30135123)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード皮下組織 / 膠原繊維 / 触覚センサ / 振動 / パチニ小体 / 皮膚 / マイクロCT / 脂肪
研究実績の概要

本研究は,サル指標本の観察から皮下組織の膠原繊維の分布を3次元的に明らかにし,立体構造を求め,その力学的構造原理を明らかにし,さらにその原理を基に,皮下組織に分布するパチニ小体を反映した柔軟で高感度な触覚センサを開発することを目的としている.本年度は,3次元的構造理解を深めるために,マイクロCTによる撮影方法を再検討し,詳細なサル指内部構造の3次元構築を行い解析した.
昨年度まで,サル指に対して,マイクロCTによる内部撮影と膠原繊維を特定可能な連続切片標本を用いた3次元把握を行なっていたが,詳細かつ正確な構造理解までには至っていなかった.そこで本年度は,マイクロCTによる撮影方法について再検討し,指全体をヨードで染色する方法を試みた.その結果,マイクロCT画像について,脂肪や膠原繊維などの内部組織に関するコントラストを向上させることができ,画像解析ソフトを用いて内部構造の3次元構築を行うことができた.特に,切片標本との比較も行い,ヨード染色により特定される組織を確認し,また,構造的特徴から、内部組織の中でも,表皮,骨,血管,脂肪組織の構築を行った.その結果,指先や指表面には脂肪組織がほとんど存在しないが,末節骨の周辺には脂肪組織が多数存在していること,指の深部(末節骨の下部)には大きな脂肪組織の塊が多く存在する傾向にあることがわかった.指の表皮付近から末節骨付近の間では,脂肪組織の割合が増加し,膠原線維の割合は減少していく傾向があり,指先の皮膚変形における非線形性との関連が考察された.これらの知見を基に,昨年度開発した触覚センサを改良すればさらなる感度向上が期待される.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] MicroCT を用いたサル指内部構造の3 次元構築2018

    • 著者名/発表者名
      西澤順平, 田中由浩, 深澤元晶, 小久保正博, 臼田信光, 大竹義人, 佐野明人
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [学会発表] 皮下組織の構造を利用した柔軟触覚センサの数値解析に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      西澤順平, 園井悠人, 田中由浩, 深澤元晶, 臼田信光, 大竹義人, 福本学, 佐野明人
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
  • [学会発表] 触覚メカニズムと触覚ディスプレイ2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩
    • 学会等名
      IDW '18 チュートリアル
    • 招待講演
  • [学会発表] 人の触知覚メカニズムと触感デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩
    • 学会等名
      包装技術協会関西支部セミナー第2回会員フォーラム
    • 招待講演
  • [図書] わかりやすい感覚器疾患(日本医師会雑誌, 第147巻特別号(1) ), VI 感覚器と感覚器疾患のトピックス, 人工感覚器, 触覚2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩(前田直之, 三輪高喜, 室田浩之編集)
    • 総ページ数
      364
    • 出版者
      日本医師会
    • ISBN
      978-4-87794-199-4
  • [備考] Robotics Lab, Nagoya Institute of Technology

    • URL

      http://rah.web.nitech.ac.jp

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公開日: 2019-12-27  

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