多元的な触覚情報を同一空間から同時取得する皮膚感覚センサによる触覚の定量評価

使用皮肤传感器对触觉进行定量评估，同时从同一空间获取多维触觉信息

• 批准号: 16J11181
• 负责人: 前田 祐作
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11181/
• 关键词: 集積化センサ; 微細加工; 計測; 触覚; 硬さ; 医療; 内視鏡手術

生体組織の硬さは病変箇所の判別において重要な判断材料である。近年，内視鏡治療等において硬さの情報を得ることが可能な計測技術の開発が期待されている。しかし，治療器具と対象組織の接触荷重を制御するのは現実的に困難であり，この荷重変動に依存しないセンシング技術の開発が必要である。また，軟性内視鏡治療における腹腔への送気圧が不明な場合，腫瘍サイズ診断における誤診などのリスクが存在することが知られている。本年度は，これらの課題に対する皮膚感覚センサの応用検討を行った。１．硬さ検出における荷重依存性低減の検証基準面構造により荷重依存性を低減した生体硬さセンサにおける荷重依存性低減の理論モデルを構築し，実測結果との比較検証を行った。理論モデルは，硬さセンサの接触子面積，チップ形状による基準面面積をもとに，全体の接触荷重と出力感度の関係を表す解析的な式でまとめた。実際に，サンプル硬さに対するセンサ信号と，求めた理論出力の比較を行い，本質的な性質は表現されていることを確認した。今後，非線形効果を考慮することで，より正確な荷重依存性が表現できると期待される。２．集積化センサの内視鏡治療への応用手法開発軟性内視鏡治療中における，圧力センサシステム実現のため，体内での各情報の耐性を有した圧力センサ実装フードの製作及び動物実験による有効性の検証を行ってた。図２は，約2mm角のセンサチップを実装した内視鏡フードである。生体内でセンサを安定的に駆動させるため，胃酸を始めとした体液に対する耐性の確保，内視鏡光源による照度変動への対応，環境温度変化に対する温度補償回路の構築等を行った。本学医学部と合同で動物実験を行った。実験においては，外部から胃瘻を介して接続した圧力センサの計測結果を基準圧力として取得した。実際の腹腔内における圧力の変化に追従して，センサの出力信号が変化していることを確認した。

It is important to judge the hardness and disease of living tissue and the material it is. In recent years, endoscopic treatment, etc. have become more and more difficult, and information has been obtained, and measurement technology has become possible and expected. It is difficult to control the contact load of the treatment device and the tissue, and it is difficult to control it.あり, この load change にdepends on しないセンシングtechnology の开発がである.また, soft endoscopic treatment of におけるabdominal へのsend 気姧がunknownな occasion, swelling サイズ diagnosis における misdiagnosis などのリスクが existence することがknow られている. This year's topic is to use 検 to discuss the problem of skin sensation. 1. Hard さ検出 におけるLoad dependence reduction の検proof base plane structure によりLoad dependence をlowering した生体hard さThe theory of reducing load dependence was constructed by Sinotruk, and the test results were verified by comparison. Theoretical contact area, hard contact area, contact shape reference plane area, overall contact load, force sensitivity relationship, table and analytical analysis of the contact area.実界に, サンプルhard さに対するセンサ signal と, seek めた theory output の comparison を line い, essential な nature は performance さ れ て い る こ と を confirmation し た. In the future, non-linear effects will be taken into account, and load dependence will be expressed accurately and expected. 2. Integrated endoscopic treatment, soft endoscopic treatment, manual opening, flexible endoscopic treatment, Each information in the body has the ability to endure and endure, and it has the ability to test the power of the pressure and the effectiveness of the animal.図２は, about 2mm angle of the endoscope. The stability of the internal body is stable, the stomach acid is stable, the stomach acid is stable, and the body fluids are stable, and the internal fluid is ensured. The light source of the sight glass changes the illumination intensity, and the ambient temperature changes and the temperature compensation circuit is constructed, etc. The Department of Medicine of this school has a contract with the animal management department.実験においては, external からgastric fistula を Introduction して 続した pressure force センサの measurement results を standard pressure force として obtained した. The intra-abdominal pressure of the abdominal cavity is changed and the pressure is changed, and the force signal is changed and the pressure is confirmed.

项目成果

Integrated pressure and temperature sensor with high immunity against external disturbance for flexible endoscope operation

集成压力和温度传感器具有高抗外部干扰能力，可实现灵活的内窥镜操作

• DOI: 10.7567/jjap.56.04cf09
• 发表时间: 2017
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Yusaku Maeda;Kohei Maeda;Hideki Kobara;Hirohito Mori;and Hidekuni Takao
• 通讯作者: and Hidekuni Takao

NOTESでの腹腔内モニタリングのための集積化圧力・温度センサの動物体内での長期安定性検証

在NOTES中验证用于腹膜内监测的集成压力和温度传感器在动物体内的长期稳定性

• 发表时间: 2017
• 作者: Yusaku Maeda;Kohei Maeda;Hideki Kobara;Hirohito Mori;and Hidekuni Takao;中川智明，前田祐作，ムハマドザフリ，小原英幹，森宏仁，高尾英邦;前田祐作，中川智明，ムハマドザフリ，小原英幹，森宏仁，高尾英邦
• 通讯作者: 前田祐作，中川智明，ムハマドザフリ，小原英幹，森宏仁，高尾英邦

Fabrication and Packaging of an Integrated Pressure and Temperature Sensor with High Immunity against External Disturbance under Flexible Endoscopic Operation

柔性内窥镜操作下具有高抗外部干扰能力的集成压力和温度传感器的制造和封装

• 发表时间: 2016
• 作者: Yusaku Maeda;Kohei Maeda;Hideki Kobara;Hirohito Mori;Hidekuni Takao
• 通讯作者: Hidekuni Takao

Embedded sensor packaging on endoscopy hood for real time monitoring during natural orifice translumenal endoscopic surgery

内窥镜罩上的嵌入式传感器封装，用于在自然孔腔内窥镜手术期间进行实时监控

• 发表时间: 2016
• 作者: Tomoaki Nakagawa;Yusaku Maeda;Kouhei Maeda;Kazuki Watatani;Hideki Kobara;Hirohito Mori;and Hidekuni Takao
• 通讯作者: and Hidekuni Takao

軟性内視鏡手術での腹腔内モニタリングに向けた光学式圧力センサ

用于柔性内窥镜手术期间腹腔内监测的光学压力传感器

• 发表时间: 2017
• 作者: Yusaku Maeda;Kohei Maeda;Hideki Kobara;Hirohito Mori;and Hidekuni Takao;中川智明，前田祐作，ムハマドザフリ，小原英幹，森宏仁，高尾英邦
• 通讯作者: 中川智明，前田祐作，ムハマドザフリ，小原英幹，森宏仁，高尾英邦