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空圧式剛性変化ユニットを用いた大腸内視鏡の開発

使用气动刚度可变单元开发结肠镜

基本信息

批准号：
19800026
负责人：
脇元修一
金额：
$ 1.99万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19800026/
关键词：
大腸内視鏡ソフトメカニズム空気圧アクチュエータ機械要素

项目摘要

大腸は複雑な形状であり、且つ柔軟性の高い器官である。このため、大腸内視鏡検査は医師の技量に大きく依存しており、麻酔を必要とするほどの苦痛を伴う場合もある。本研究では空気圧の印加によって剛性が調整可能なゴム製剛性変化ユニットの開発を行い、これを用いて内視鏡を構成する。大腸に局所的に過負荷が生じた場合、その部位にある内視鏡の剛性を低くすることで大腸へのダメージを回避することが可能である。本年度は1、剛性変化デバイスの基本設計と製作、2、デバイスの駆動実験、3、感圧センサの基礎特製の確認を行った。1、ゴム製剛性変化デバイスは内部の空気圧力を変化させることで、デバイス自体の硬さを調整する機能を有しており、本研究の基盤デバイスとなる。一般に空気圧ゴムデバイスは繊維強化の方法によってその挙動が決まる。本研究では理論計算によって、空気圧印加時に、形状変化を極めて小さく抑え、かつ剛性の大きな変化を実現させる繊維の編み角度を求めた。繊維にPBOを用いることでデバイスの高い柔軟性と強度を実現した。また、複数の剛性変化デバイスを直列に構成するためのゴム製ジョイントの開発を行った。2、剛性変化デバイスの特製評価を行った。空気圧0.4MPa印加時と非印加時を比較すると、デバイスのヤング率は5倍以上も変化することが可能であった。さらにデバイスの形状変化は極めて小さく、長手方向に対して約2%の伸びであることを確認した。3、剛性変化デバイスへ搭載する柔軟センサの検討を行った。2種類の導電性エラストマーを用いて基礎実験を行っており、それぞれ有効性を確認した。今後、剛性変化デバイスへの搭載性を考慮しセンサ形状の決定を行う。

The large intestine is complex and flexible. This examination depends heavily on the physician's skill and pain. In this study, we investigated the possibility of adjusting the stiffness of air pressure, controlling the stiffness of air pressure, and using an endoscope. The rigidity of the endoscope is low when the overload occurs. This year, we conducted 1. Basic design and production of rigid flexible materials, 2. Operation of flexible materials, 3. Confirmation of basic customization of sensing materials. 1. To control the rigidity and rigidity of the system, the internal air pressure can be changed, and the rigidity of the system can be adjusted. The basic structure of this study can be changed. The general air pressure measurement method is used to determine the dynamic response of the system. This study is based on theoretical calculation, air pressure, time, shape, size, rigidity, and dimensional analysis. PBO is used for high flexibility and strength. The structure of the rigid structure is composed of a plurality of rigid structures, and the structure of the rigid structure is developed. 2, rigid transformation of the special evaluation. Air pressure 0.4MPa Inca time and non-Inca time comparison, the rate of change is more than 5 times, the possibility of change The shape of the body changes, and the direction of the body changes by about 2% 3. A discussion on flexible base supports for rigid flexible devices is underway. 2. The conductivity of the material is determined by the basic properties. In the future, the rigidity of the material should be considered and the shape should be determined.