外骨格型マイクロロボットによる内視鏡的粘膜下層剥離術への挑戦

使用外骨骼微型机器人进行内镜粘膜下剥离的挑战

• 批准号: 21656064
• 负责人: 新井 史人
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Nagoya University (2010)Tohoku University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656064/
• 关键词: マイクロ・ナノデバイス; マイクロマシン; 先端機能デバイス; 知能機械; 微細加工; 外科; ロボット; 操作

本研究では内視鏡による内視鏡的粘膜下層剥離術(endoscopic submucosal dis-section : ESD)を円滑,確実,安全に行うことを可能とする外骨格型マイクロロボットの基盤技術に関する研究を行い,以下の成果を得た.(1)外骨格型マイクロアームの改良,集積化を行った.生体構造に着目し,異なる剛性を有する材料を組み合わせたバイオニックジョイントについて提案し,その作製方法と基礎性能を評価した.比較的剛高い剛性を持つポリマー(SU-8)に微細パターンを施した後,低剛性のポリマー(PDMS)を転写することで,ハイブリッド構造を有するレイヤーを作製し,それを積層することで三次元構造を構築した.関節角度の調整はワイヤー駆動とし,ワイヤーの張力と関節角度の関係を評価した結果,線形性があることを確認した.(2)マイクログリッパの改良,集積化を行った.マイクログリッパをマイクロアームの先端に組み込んで集積化した.マイクログリッパ先端形状を改良し,組織を把持しやすい構造とし,開閉動作を確認した.また,1.3Nの把持力を確認した.(3)機構設計を改良することで,マイクロアームの駆動とグリッパの駆動の干渉を低減した.関節の可動範囲として±55°を達成し,グリッパ開閉時の関節角度変化が1°以下であることを確認した.また,マイクログリッパを有するマイクロアームを内視鏡先端に組み込み,動作することを確認した.(4)医学的知見に基づき,これまでのマイクロアームやマイクログリッパの基本設計の見直しを行った.この知見をもとにマイクロロボットを設計し,試作したものを評価した.

This study was conducted to investigate the feasibility and safety of endoscopic submucosal dissection (ESD). (1)The improvement of the outer lattice type, the integration of the line. Biological structure, different rigidity, material composition, manufacturing method and basic performance evaluation Compared with high rigidity, high rigidity and low rigidity. Joint angle adjustment is based on joint tension and joint angle. (2)The improvement of the collection and transformation. The best way to do this is to collect information. The shape of the head is improved, and the opening and closing movements are confirmed. 1.3N holding power is confirmed. (3)The mechanism design is improved, and the motion of the engine is reduced. The joint movement range is ±55°, and the joint angle is less than 1° when the joint is opened and closed. A: I'm sorry. (4)Medical knowledge is the basis of knowledge, and the basic design of medical knowledge is straightforward. This is the first time I've seen you.

项目成果

Fabrication of Articulated Microarm for Endoscopy by Stacked Microassembly Process(STAMP)

通过堆叠微组装工艺（STAMP）制造内窥镜用铰接微臂

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.21 No.3
• 作者: Keisuke Narumi;Daisaku Azuma;Fumihito Arai
• 通讯作者: Fumihito Arai

Endoscopic submucosal dissection of large colorectal tumors by using a novel spring-action S-O clip for traction

使用新型弹簧作用 S-O 夹进行牵引，对大型结直肠肿瘤进行内镜粘膜下剥离术

• 发表时间: 2009
• 期刊: GASTROINTESTINAL ENDOSCOPY Vol.69 No.7
• 作者: Naoto Sakamoto;Taro Osada;Tomoyoshi Shibuya;Kazuko Beppu;Kenshi Matsumoto;Hiroki Mori;Masato Kawabe;Akihito Nagahara;Michiro Otaka;Tatsuo Ogihara;Sumio Watanabe
• 通讯作者: Sumio Watanabe

Bio Inspired Microarm for Endoscopic Sub mucosal Dissection

用于内窥镜粘膜下剥离术的仿生微臂

• 发表时间: 2010
• 作者: T Kawahara;T Matsumoto;H Owaki;N Muramatsu;T Osada;N Sakamoto;F Arai.
• 通讯作者: F Arai.

ワイヤ非干渉駆動を用いたESD用外骨格マイクロアーム

采用电线无干扰驱动的ESD外骨骼微臂

• 发表时间: 2010
• 作者: 松本哲郎;川原知洋;村松直樹;長田太郎;坂本直人;新井史人
• 通讯作者: 新井史人

外骨格型マイクロロボットのバイオニックデザイン-内視鏡手術のための外骨格型バイオニックジョイント-

外骨骼微型机器人的仿生设计-内窥镜手术用外骨骼仿生关节-

• 发表时间: 2011
• 作者: 大脇浩史;川原知洋;新井史人
• 通讯作者: 新井史人