低侵襲治療用医療器具先端に人間の指感覚の付与を目指した触覚センサの研究

旨在将人类手指感觉传递到医疗器械尖端以进行微创治疗的触觉传感器研究

• 批准号: 21K12796
• 负责人: 幹 浩文
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Wakayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12796/
• 关键词: 微細加工; 圧電センサ; PVDF; 触覚; 低侵襲; MEMS; 材料特性; 触覚センサ; 低侵襲治療; 高感度・高分解能; 小型

腹腔鏡（内視鏡）手術やカテーテルを用いた低侵襲治療用医療器具先端に人間の指先と同等レベルの触覚機能を付与し，柔らかくて人間の指先同等の高感度・高空間分解能をもつ新しい構造のマイクロ触覚センサを実現するためには、センサデバイスの構造設計段階でセンシング材料の微細加工特性に関する十分な知見が欠かせない。2022年度は、デバイスの最適構造設計の具現化に必要な作製プロセスに圧電PVDFのウェットエッチング手法に注目し、DMA(C4H9NO)溶液を圧電PVDFのウェットエッチング用媒体に用いてセンシング材料の微細加工性の実験検証を行った。研究結果、エッチングマスクの開口ラインとg31方向との位置合わせ角度がエッチング後のデバイスセンシング部3次元構造に大きく影響することが分かった。エッチングマスクの開口ラインとg31方向との位置合わせ配置が高分解能を目的とするアレイセンサの素子間ピッチを決めるカギとなることが明らかになった。しかし、単結晶シリコンの微細加工とは違って、エッチング底面の形状が平坦ではなくドームに近い形になっているが、加工プロセス条件とDMA以外のエッチング液候補で再検証を行う予定である。

为了提供医疗装置的尖端，使用腹腔镜手术或具有触觉功能水平等效的触觉功能的导管，并实现微功能传感器的新结构，具有柔软，高灵敏度和高空间分辨率的新结构，与人指标的构造属性相同，并具有高度的构造属性，并具有构造性属性。在2022财年，我们专注于实现设备最佳结构设计所需的压电PVDF的湿蚀刻方法，并通过使用DMA（C4H9NO）溶液作为湿蚀刻介质的湿蚀刻介质来实验验证了传感材料的优良可加工性。研究结果表明，蚀刻面罩和G31方向的开头之间的比对角对蚀刻后设备传感部分的三维结构具有显着影响。据揭示，蚀刻面膜的开口线与G31方向之间的对齐排列是确定针对高分辨率的阵列传感器的元素间距的关键。但是，与单晶硅的微分化不同，蚀刻的底部表面不是平坦的，而是更接近圆顶，但是我们计划重新检查蚀刻溶液候选者，而不是处理过程条件和DMA。

项目成果

DMA溶液を用いた圧電PVDFフィルムのウェットエッチング 特性に関する研究

DMA溶液湿法刻蚀压电PVDF薄膜性能研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田圭吾;幹 浩文
• 通讯作者: 幹 浩文