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2013 年度 実績報告書

医学教育訓練に用いる疑似人体組織造形方法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23500566
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

足立 吉隆  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (70407229)

研究分担者 中村 朝夫  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50155818)
キーワード擬似人体組織 / マネキン / 人体模型 / シリコーン / 紫外線硬化ゲル
研究概要

今年度はパレットの作成に関する研究とパレットの積層に関する研究を行い,疑似人体組織の作製を行った.
擬似人体組織の造形は積層造形法であり,透明な紫外線硬化(UV)ゲルでできたパレット上の窪みに着色したUVゲルを滴下することで1層分を作製する.このパレットは金型で造形されるが,パレットを金型から離型させる際にパレットが破断するという問題があった.様々な離型剤を試した結果,フッ素系離型剤では分子量2370g/molの硬いパレットを離型することが出来た.この方法では柔らかい擬似人体組織の作製は難しいことが分かった.着色したUVゲルを滴下するノズルにUVゲルが詰まるという事態が度々発生した.ノズルの内径に対して顔料の一次粒子径が小さいため,本来はノズルには詰まらないと考えていた.そこでビーズミルにより顔料を分散させることにした.これによりノズルの詰まりを大幅に解消することができた.
パレットを積層するためにはパレットの接着方法を確立する必要がある.様々な方法で実験を行った結果,途中まで硬化したパレットにUVゲルを拡散浸透させ接着させる方法ではパレットを接着することができた.UVゲルは,(1)紫外線の照射量と,(2)シリコーンの分子量でその硬さを調整することができる.本研究ではシリコーンの分子量で硬さを調整することにした.メタクリルシリコーンに対するジメチルシリコーンの体積比を変えながらUVゲルを作製し,その硬さを測定した.この結果,人体と同じ硬さを実現できることが分かった.
以上の要素研究を基にして縦横高さが5mmの擬似人体組織を作製した.着色はVisible Human Female の脳の色である.金型の大きさからこれ以上のサイズはできなかった.また,サイズが小さいため機械的特性を調べることができなかった.さらに歩留まりが非常に悪いため,量産することができなかった.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 手術の教育訓練用マネキンの造形方法に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田中勇介,足立吉隆,中村朝夫,小山博史
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会研究報告

      巻: Vol.18, No.HDC11 ページ: 2,4

  • [雑誌論文] 紫外線硬化ゲルを用いた人体模型の積層造形法に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田中勇介,足立吉隆,中村朝夫,小山博史
    • 雑誌名

      日本機械学会2013年度年次大会DVD論文集

      巻: 1 ページ: J241014

  • [雑誌論文] 紫外線硬化ゲルを用いた人体模型の積層造形法に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田中勇介,足立吉隆,中村朝夫,小山博史
    • 雑誌名

      第13回日本VR医学会学術大会プログラム・抄録集

      巻: 13 ページ: 17

  • [学会発表] 手術の教育訓練用マネキンの造形方法に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田中勇介
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究委員会第11回研究会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      20131108-20131109
  • [学会発表] 紫外線硬化ゲルを用いた人体模型の積層造形法に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田中勇介
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130908-20130911
  • [学会発表] 紫外線硬化ゲルを用いた人体模型の積層造形法に関する研究

    • 著者名/発表者名
      田中勇介
    • 学会等名
      第13回日本VR医学会学術大会
    • 発表場所
      電気通信大学
  • [備考] 芝浦工業大学 足立研究室

    • URL

      http://www.web.se.shibaura-it.ac.jp/y-adachi

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公開日: 2015-05-28  

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