無痛自動採血のための振動穿刺法に関する研究

振动穿刺法无痛自动采血的研究

• 批准号: 08780819
• 负责人: 斉藤 浩一
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780819/
• 关键词: 採血; 無痛; 穿刺; 自動; 蚊; 鋸歯; 振動

【目的】本研究では皮下の血管への自動穿刺を実現するために、蚊が皮膚や血管を穿刺する際に一対の鋸状の針を振動させていることに着目し、この針のモデルを作製して血管の弾性変形を押さえるのに最適な針の形状、振動数などのパラメータを求めることを目的とした。【方法】蚊の鋸状の一つの歯の大きさは10μmと小さく、1μm程度の三次元加工精度を必要とする。そこで現在の機械加工技術を用いて数10〜100μmの大きさの歯を持った製作を試みた。また並行して穿刺に最適な形状を力学的に評価するための数値シミュレータの作製を行った。【結果】蚊の鋸針の直径の10倍の大きさのモデルを施盤加工により作製し、ラテックスゴムの穿刺実験を行った。鋸針は0.4mmの市販注射針を2分割し、鋸状の溝をネジのように彫ることで鋸歯の代わりとした。鋸歯を振動させると穿刺力が最大で約50%減少し、穿刺対象の弾性変形を押さえることに効果的であることが確認された。しかしながら加工精度のバラッキのため、最適な針の形状や振動数などを見いだすのは困難であった。また皮膚穿刺の数値シミュレータは皮膚を均一な弾性体をみなした有限要素モデル表現し、針を押しあてたときの変形及び破断を模擬するように動作させた。動形状、同サイズ(厚さ0.2mm,直径5mm)のラテックスゴムやシリコーンゴムに市販の注射針を穿刺したときの様子をシミュレーション比較した結果、破断までの形状変化が一致する事を確認した。今後、蚊のような複雑な形状の針をモデル化することにより蚊の皮膚穿刺のメカニズムを力学的に解析し、自動採血への応用を試みる予定である。

[Objective] In this study, the automatic puncture of subcutaneous blood vessels was realized, and a pair of saw-shaped needles were vibrated during the puncture of subcutaneous blood vessels. The needle shape and vibration number were optimized. [Method] The three-dimensional machining accuracy of saw-shaped teeth is necessary for 10μm and 1μm. The current machining technology is used to manufacture large diameter machining tools of 10 ~ 100μm. The optimal shape of the needle is evaluated by the numerical value of the needle. [Results] The diameter of the saw needle was 10 times larger than that of the needle. Saw needle 0.4mm market needle 2-segment, saw groove, saw The maximum penetration force of the saw is reduced by about 50%, and the penetration force of the object is confirmed. The machining accuracy is very high, the shape of the needle is very suitable, and the vibration is very difficult. The number of skin punctures is limited to the number of skin punctures. The shape and shape of the needle (thickness: 0.2 mm, diameter: 5mm) are consistent with each other. In the future, the shape of the needle will be changed, and the mechanical analysis of the skin puncture will be carried out, and the automatic blood collection will be carried out.

项目成果

浅尾知央、斉藤浩一、戸川達男、土屋喜一: "自動採血のための双針振動穿刺法の検討" 医用電子と生体工学. 34,特別号. 225- (1996)

Tomoo Asao、Koichi Saito、Tatsuo Tokawa、Kiichi Tsuchiya：“自动采血的双针振动穿刺方法的研究”《医疗电子与生物工程》34，特刊225-（1996）。

浅尾知央、奥野大作、斉藤浩一、戸川達男、土屋喜一: "採血針の設計のための皮膚穿刺シミュレーション(発表予定)" 医用電子と生体工学. 35,特別号. (1997)

Tomoo Asao、Daisaku Okuno、Koichi Saito、Tatsuo Tokawa、Kiichi Tsuchiya：“采血针设计的皮肤穿刺模拟（待提交）”《医疗电子与生物工程》35，特刊（1997）。

斉藤浩一、浅尾知央、戸川達男、: "蚊の採血を模擬した自動採血の試み" 医科器械学. 66. 190- (1996)

Koichi Saito、Tomoo Asao、Tatsuo Tokawa：“模拟蚊子血液采样的自动血液采样的尝试”医疗仪器科学 66. 190- (1996)。