磁場誘導方式による腫瘍位置探査システムの開発

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I.平成13年度1.新磁性体(発信機)の仕様の検討及び開発交流磁場を用いる予定であったが、ミリ単位の発信機から交流磁場を発生させる工作技術をえるには、高額のMEMSの購入が必要なため断念。かわって、住友特殊金属(株)が世界一を誇るNeoMax50磁性体を、直径1ミリ長さ3ミリの円柱に加工。表面を医療応用を想定して、チタン皮膜を形成せしめた。この磁性体を内視鏡用のマーカークリップに溶接し、磁性発生型マーカークリップを試作した。2.3次元磁場センサの仕様検討及び開発・試作上記,静磁性体の信号を検出するための、3次元磁場分布測定が可能な小型センサの開発した。単品センサについては、平成12年度にすでに本研究費で開発したフラックスゲート式磁気センサの直径1ミリで長軸は5ミリで、これを3軸に組み合わせた。本研究費で特注した直交を保持する機器をもちいて3軸直交させて組み合わせて、お互いの磁場信号が干渉しないように製作した。さらに、300mGはある地磁気をキャンセルするために差分するための地磁気センサを、測定センサと同軸で連結した。センサヘッドは、ご操作の確率を限りなく0にするため、3ヘッドセンサを採用した。これらのデータをコンピューター(Pen4)に並列で送り込むための、A/Dコンバーターをイメージテック社に外注試作(1号機)をした。同機は8ビットデータを送り出し、PC側で処理をしたが、さらなる医療用の高性能化をふまえて、16ビット制御を行うべく、SHマイコンを24個内蔵したA/Dコンバーターを平成14年度に試作(2号機)に向けて、設計中である。このように高精度の磁場センサ情報をリアルタイムに扱うことで、データによる位置情報に基づいた、位置制御に道が開かれる。2号機完成次第、早期胃がんでの臨床応用を考えている。3.受信機により検出した磁場データから発信機の位置を計算するためのアルゴリズムの開発実際の手術システムでの使用に耐えうる高速な計算方法とINET上でのコントロールをめざして、Linux+JAVAを土台に、静磁場の逆問題の解法を検討した。信頼領域法と従来のNewton法、それぞれに条件制限をつけた方法を詳細に検討した結果、現在のところ、制限条件付Newton法が、安定しており、同法を採用して、システムを設計することになった。研究成果の公開を念頭に、プログラムをJAVAで資産として残して、今後の研究につなげていきたい。現在は、制限付きの信頼領域法の方法を検討中である。