マルチファイバー型非接触剛性イメージャを用いた内視鏡手術用触覚センサの開発

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シリコンモデルでの実験シリコンラバーの中にシリコンボールを入れ、触覚センサーでスキャンし、ボールの大きさ(L)と深さ(D)を変えてデータを取り検出限界を調べた。臨床の経験上、肺腫瘤は、深さをD、大きさをLとすれば、L/D≧1を満たす時、胸腔鏡下にも腫瘤の局在を検知可能であるといわれている。本実験においてセンサーはL/D<1以上の検出能力を有し、触診より高感度であり、十分内視鏡下触知センサーとしての必要条件を備えていると考えられた。摘出肺での実験1開胸手術時の摘出肺での実験を行ったところ、センサーは肺の凹みの変化を感知し、肺腫瘍の局在診断が可能であった。センサーの改良このセンサーの問題点として対象物の色調によりセンサーの感度が変化することがあり、このセンサーでは表面の色調が単一でない肺での臨床応用は困難と考えられた。そこで噴射する空気に振動を与え、振動の位相差を利用して硬さの違いを感知する方法へと改良した。振動する空気が対象に当たるとその振動がずれてはね返ってくるが、ずれ方は対象の硬さの程度によって異なるという性質を利用した方法である。このセンサーは振動の位相差を感知するため、肺の色調による影響を受けない。またどの測定角度でも腫瘤が検出可能となった。横軸にノズルから出る周波、縦軸にセンサーが感知した周波をプロットし、モニター上にリサージュを描くことにより、腫瘍の検出をリアルタイムに表示できるようにした。摘出肺での実験2肺腫瘍手術後摘出肺6例に応用したが、肺の色、走査角の変化に影響を受けず腫瘤を感知でき、気管支等ともその走行から容易に識別可能であった。空気圧を0.05MPa-0.15MPa変化させたが、肉眼的に肺損傷は認めなかった。