内視鏡側面に指のような触覚をもたらす新規圧力センサーの開発

开发新型压力传感器，在内窥镜侧面提供手指般的触觉

• 批准号: 16K09407
• 负责人: 植木 賢
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K09407/
• 关键词: 消化器内科学; 内視鏡; 圧力センサ; 圧力センサー

大腸内視鏡は、現代の大腸検査および処置において、最も重要な役割を担う検査の一つである。大腸内視鏡検査は他の検査に比して、腫瘍性病変やその他疾患に対する感度・特異度が高い上、適応病変であれば外科的手術を伴うことなく治療ができる手法である。しかし、大腸内視鏡検査は大腸の解剖学的特性のため高度な技術が必要とされ、検査医の手技習熟には長期間を要する。また、大腸内視鏡検査による粘膜損傷や腸管穿孔などの危険があるが、これを未然に防ぐための指標となるフィードバック機構は、現時点で存在しない。そこで、大腸内視鏡検査におけるフィードバック機構の一つとして、本研究により大腸内視鏡側面圧力センサを考案し作成した。この装置により、大腸粘膜への圧力の測定・術者へのフィードバック機構を構築でき、大腸内視鏡検査時の大腸への力学的負担を軽減できる可能性がある。また、初学者に対するトレーニングとして、大腸モデル下でのシミュレーションの際に側面圧力センサのフィードバックがあることで、初学者の技術向上の一助となる可能性がある。本研究期間において、当初設定したロードマップ通り、内視鏡の屈曲操作にも影響されず、正確に圧力を検出できるセンサを設計及び作製し、評価 した。具体的には(A)試作モデルの作製、(B)リスク分析に基づく試作機の設計変更、(C)切除大腸及び生体ブタでの実験による評価を行った。 とくに、試作したモデルでは、従来開発していた先端のセンサに比べ、硬い内視鏡が土台となるため、側面に加わる圧力を鋭敏に検出することができた。また、リスク分析として、内視鏡屈曲による圧力センサの誤動作を防ぐため、新たな機構を持つセンサを作成することができた。生体ブタでの実験では、新機構を持つセンサを使用し、生体においても適切な感度域で腸管と内視鏡の間の圧力をリアルタイムで検出できることを検証できた。

结肠镜检查是现代结肠检查和治疗中最重要的检查之一。结肠镜检查对肿瘤性病变和其他疾病比其他检查具有更高的敏感性和特异性，是一种无需手术即可治疗合适病变的方法。然而，由于大肠的解剖特点，结肠镜检查需要先进的技术，并且检查医生需要很长时间才能掌握操作过程。此外，结肠镜检查还存在粘膜损伤、肠穿孔等风险，但目前尚无反馈机制可以作为指标来预防这种情况。因此，在本研究中，我们设计并创建了结肠镜侧压力传感器作为结肠镜检查的反馈机制之一。该设备可以建立一种测量结肠粘膜压力并向操作员提供反馈的机制，从而有可能减少结肠镜检查期间结肠的机械负担。此外，作为初学者的培训，在使用大肠模型进行模拟期间提供来自侧压传感器的反馈可能有助于初学者提高技能。在本研究期间，我们按照一开始设定的路线图，设计、制造和评估了一种能够准确检测压力而不受内窥镜弯曲操作影响的传感器。具体来说，我们（A）创建了一个原型模型，（B）根据风险分析改变了原型的设计，（C）通过使用切除的结肠和活猪的实验对其进行了评估。 特别是，与之前开发的尖端传感器相比，原型模型使用更硬的内窥镜作为底座，因此能够更灵敏地检测施加到侧面的压力。此外，作为风险分析，我们能够创建具有新机制的传感器，以防止压力传感器因内窥镜弯曲而发生故障。在活猪实验中，我们验证了采用新机制的传感器可以在适合活体动物的灵敏度范围内实时检测肠道和内窥镜之间的压力。

项目成果

圧力センサ、内視鏡スコープおよび内視鏡装置

压力传感器、内窥镜和内窥镜设备

• 发表时间: 2017