顔写真

ハガ ヨウイチ
芳賀 洋一
Yoichi Haga
所属
大学院医工学研究科 医工学専攻 医療機器創生医工学講座(ナノデバイス医工学分野)
職名
教授
学位
  • 博士(医学)(東北大学)

  • 博士(工学)(東北大学)

学歴 1

  • 東北大学 医学部 医学科

    ~ 1992年3月

委員歴 56

  • マイクロマシンセンター MEMSフロンティアとしてのナノ・バイオ融合による未来デバイス技術に関する調査研究委員会」 マイクロマシンセンター MEMSフロンティアとしてのナノ・バイオ融合による未来デバイス技術に関する調査研究委員会」ホワイトデバイスWG(分科会)の委員及び研究員

    2006年6月 ~ 継続中

  • マイクロマシンセンター MEMSフロンティアとしてのナノ・バイオ融合による未来デバイス技術に関する調査研究委員会」 マイクロマシンセンター MEMSフロンティアとしてのナノ・バイオ融合による未来デバイス技術に関する調査研究委員会」ホワイトデバイスWG(分科会)の委員及び研究員

    2006年6月 ~ 継続中

  • 電気学会 バイオ・マイクロシステム技術委員会 マイクロ技術利用先進医療調査専門委員会

    2005年12月 ~ 継続中

  • 電気学会 バイオ・マイクロシステム技術委員会 マイクロ技術利用先進医療調査専門委員会

    2005年12月 ~ 継続中

  • 電気学会 バイオ・マイクロシステム技術委員会 幹事

    2005年3月 ~ 継続中

  • 電気学会 バイオ・マイクロシステム技術委員会 幹事

    2005年3月 ~ 継続中

  • 独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)科学委員会専門部会 独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)科学委員会専門部会委員

    2012年9月 ~ 2014年3月

  • 独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)科学委員会専門部会 独立行政法人医薬品医療機器総合機構(PMDA)科学委員会専門部会委員

    2012年9月 ~ 2014年3月

  • コミュニケーション支援委員会 コミュニケーション支援委員会 委員

    2008年5月 ~ 2010年3月

  • コミュニケーション支援委員会 コミュニケーション支援委員会 委員

    2008年5月 ~ 2010年3月

  • 電気学会マイクロマシン・センサシステム技術委員会 MEMSの医療応用に関する調査専門委員会 電気学会マイクロマシン・センサシステム技術委員会 MEMSの医療応用に関する調査専門委員会委員

    2007年8月 ~ 2009年3月

  • 電気学会マイクロマシン・センサシステム技術委員会 MEMSの医療応用に関する調査専門委員会 電気学会マイクロマシン・センサシステム技術委員会 MEMSの医療応用に関する調査専門委員会委員

    2007年8月 ~ 2009年3月

  • 日本生体医工学会東北支部 日本生体医工学会東北支部 幹事

    2007年4月 ~ 2009年3月

  • 日本生体医工学会東北支部 日本生体医工学会東北支部 幹事

    2007年4月 ~ 2009年3月

  • 異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト(BEANSプロジェクト)技術研究委員会 異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト(BEANSプロジェクト)技術研究委員会Academia WG 委員

    2008年4月 ~ 2008年12月

  • 異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト(BEANSプロジェクト)技術研究委員会 異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト(BEANSプロジェクト)技術研究委員会Academia WG 委員

    2008年4月 ~ 2008年12月

  • MEMSの技術戦略マップローリングのタスクフォース委員会 MEMSの技術戦略マップローリングのタスクフォース委員会委員

    2007年12月 ~ 2008年12月

  • MEMSの技術戦略マップローリングのタスクフォース委員会 MEMSの技術戦略マップローリングのタスクフォース委員会委員

    2007年12月 ~ 2008年12月

  • 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2008」 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2008」 プログラム委員

    2008年5月 ~ 2008年9月

  • 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2008」 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2008」 プログラム委員

    2008年5月 ~ 2008年9月

  • 電気学会E部門総合研究会 電気学会E部門総合研究会 実行委員

    2007年10月 ~ 2008年6月

  • 電気学会E部門総合研究会 電気学会E部門総合研究会 実行委員

    2007年10月 ~ 2008年6月

  • 第46回日本生体医工学会大会 実行委員

    2007年3月 ~ 2007年12月

  • 第46回日本生体医工学会大会 実行委員

    2007年3月 ~ 2007年12月

  • 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2007」 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2007」 プログラム委員

    2007年5月 ~ 2007年9月

  • 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2007」 日本生体医工学会「生体医工学シンポジウム2007」 プログラム委員

    2007年5月 ~ 2007年9月

  • 平成19年度「国際マイクロマシン・ナノテクシンポジウム」 プログラム委員会 平成19年度「国際マイクロマシン・ナノテクシンポジウム」 プログラム委員会委員

    2007年4月 ~ 2007年8月

  • 平成19年度「国際マイクロマシン・ナノテクシンポジウム」 プログラム委員会 平成19年度「国際マイクロマシン・ナノテクシンポジウム」 プログラム委員会委員

    2007年4月 ~ 2007年8月

  • 電気学会 E準部門総合研究会 実行委員

    2006年4月 ~ 2007年3月

  • 電気学会 E準部門総合研究会 実行委員

    2006年4月 ~ 2007年3月

  • 日本生体医工学会 「生体医工学シンポジウム2006」 プログラム委員

    2006年5月 ~ 2006年9月

  • 日本生体医工学会 「生体医工学シンポジウム2006」 プログラム委員

    2006年5月 ~ 2006年9月

  • 電気学会マイクロマシン・センサー技術委員会 ナノメータ変位アクチュエータ調査専門委員会 委員

    2003年6月 ~ 2006年5月

  • 電気学会マイクロマシン・センサー技術委員会 ナノメータ変位アクチュエータ調査専門委員会 委員

    2003年6月 ~ 2006年5月

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構 「新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業」に係る事後評価専門委員

    2006年1月 ~ 2006年3月

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構 「新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業」に係る事後評価専門委員

    2006年1月 ~ 2006年3月

  • 日本コンピュータ外科学会 評議員

    2002年4月 ~ 2006年3月

  • 日本コンピュータ外科学会 評議員

    2002年4月 ~ 2006年3月

  • 日本生体医工学会 「生体医工学シンポジウム2005」 プログラム委員

    2005年5月 ~ 2005年9月

  • 日本生体医工学会 「生体医工学シンポジウム2005」 プログラム委員

    2005年5月 ~ 2005年9月

  • 日本エム・イー学会 「生体医工学シンポジウム2004」 プログラム委員

    2004年5月 ~ 2004年9月

  • 日本エム・イー学会 「生体医工学シンポジウム2004」 プログラム委員

    2004年5月 ~ 2004年9月

  • 日本エム・イー学会 研究奨励賞選定委員会委員

    2003年10月 ~ 2004年5月

  • 日本エム・イー学会 論文賞選定委員会委員

    2003年10月 ~ 2004年5月

  • 日本エム・イー学会 研究奨励賞選定委員会委員

    2003年10月 ~ 2004年5月

  • 日本エム・イー学会 論文賞選定委員会委員

    2003年10月 ~ 2004年5月

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構 「新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業」に係る中間評価専門委員

    2003年11月 ~ 2004年3月

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構 「新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業」に係る中間評価専門委員

    2003年11月 ~ 2004年3月

  • 日本エム・イー学会 評議員

    2002年4月 ~ 2004年3月

  • 日本エム・イー学会 評議員

    2002年4月 ~ 2004年3月

  • 日本エム・イー学会 評議員

    2002年4月 ~ 2003年3月

  • 日本エム・イー学会 評議員

    2002年4月 ~ 2003年3月

  • 久光製薬株式会社 社内セミナー 講師

    2013年5月 ~

  • 久光製薬株式会社 社内セミナー 講師

    2013年5月 ~

  • 「イノベーション創出基礎的研究推進事業」書類審査専門 「イノベーション創出基礎的研究推進事業」書類審査専門委員

    2009年3月 ~

  • 「イノベーション創出基礎的研究推進事業」書類審査専門 「イノベーション創出基礎的研究推進事業」書類審査専門委員

    2009年3月 ~

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所属学協会 14

  • SMIT2007(2007/04-2007/12 Progamme Committee )

  • MEMSフロンティアとしてのナノ・バイオ融合による未来デバイス技術の調査研究委員会(2006/04-2007/03 ホワイトデバイスWG委員)

  • 電気学会(2006/04-2007/03 E準部門総合研究会 実行委員)

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構(2006/01-2006/03 事後評価専門委員)

  • 日本生体医工学会(2005/05-2006/03 生体医工学シンポジウム2005 プログラム委員)

  • 電気学会(2005/04-2006/03 バイオマイクロシステム技術委員会 幹事)

  • 社団法人日本エム・イー学会(2004/05-2005/03 生体医工学シンポジウム2004 プログラム委員)

  • 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構(2003/11-2004/03 中間評価専門委員)

  • 社団法人日本エム・イー学会(2003/10-2004/03 論文賞選定委員会委員)

  • 社団法人日本エム・イー学会(2003/10-2004/03 研究奨励賞選定委員会委員)

  • 電気学会(2003/06-2006/05 マイクロマシン・センサー技術委員会・ナノメータ変位アクチュエータ調査専門委員会委員)

  • 社団法人日本エム・イー学会(2002/11-2003/03 選奨委員会、論文賞・阪本賞選定委員会委員)

  • 日本コンピュータ外科学会(2002/04-2006/03 評議員)

  • 日本エム・イー学会(2002/04-2003/03 評議員)

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研究分野 2

  • ライフサイエンス / 生体材料学 /

  • ライフサイエンス / 生体医工学 /

受賞 5

  1. 平成24年(第68回) 電気学会 電気学術振興賞 (進歩賞)

    2012年5月24日 電気学会

  2. 平成18年度日本生体医工学会(旧:日本エム・イー学会)論文賞・阪本賞

    2007年4月26日 日本生体医工学会(旧:日本エム・イー学会)

  3. 2003年度日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門福祉工学シンポジウムプレゼンテーション賞

    2004年9月14日 社団法人日本機械学会 形状記憶合金マイクロアクチュエータを用いた視覚障害者用2次元ピンディスプレイ

  4. 2003年度日本コンピュータ外科学会講演論文賞

    2004年3月30日 日本コンピュータ外科学会 形状記憶合金を用いた腸閉塞治療用能動屈曲チューブ

  5. 2002年度JSAO-Grant受賞

    2002年10月3日 日本人工臓器学会JSAO 隔離性大動脈瘤エントリー部閉鎖プラグの開発

論文 107

  1. Automatic irrigation system with a fiber-optic pressure sensor regulating intrapelvic pressure for flexible ureteroscopy

    Takashi Yoshida, Noriko Tsuruoka, Yoichi Haga, Hidefumi Kinoshita, Sang Seok Lee, Tadao Matsunaga

    Scientific Reports 13 (1) 2023年12月

    DOI: 10.1038/s41598-023-47373-5  

    eISSN:2045-2322

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    Increased intrapelvic pressure (IPP) due to irrigation during flexible ureteroscopy (f-URS) can pose a risk of postoperative severe urinary tract infection associated with pyelovenous backflow. An automatic regulation system for maintaining safe IPP levels could enable surgeons to perform f-URS safely without postoperative complications. This study aimed to assess the measurement accuracy of an ultra-miniature fiber-optic pressure sensor incorporated into a small-caliper ureteroscope for assessing IPP and to develop an automatic irrigation system linked to this sensor. A porcine kidney was used for the ex vivo experiment. The nephrostomy catheter, connected to the conventional pressure transducer, was placed on the renal pelvis to evaluate the actual IPP (a-IPP). For measuring IPP using the fiber-optic pressure sensor (fo-IPP) built into the f-URS, a diaphragm pressure sensor of Φ250 μm was used. To establish an irrigation system, the optimal proportional–integral–derivative (PID) controller was explored to accurately adjust the irrigation pump flow rate. A high correlation between a-IPP and fo-IPP was confirmed across irrigation pressure values of 60–180 mbar (all, r ≥ 0.7, p < 0.001). When performing bolus irrigation, although fo-IPP showed relatively a higher peak value than a-IPP, the response time of fo-IPP was equivalent to that of a-IPP. After PID parameter optimization, our automatic irrigation system based on fo-IPP smoothly and accurately regulated the intended IPP set in the 5–20 mmHg range without overshooting. We successfully developed and demonstrated an automatic irrigation system regulating IPP based on the PID controller for f-URS, utilizing a fiber-optic pressure sensor. Further research, including in vivo studies, will be needed to assess clinical feasibility.

  2. Batch fabrication of force sensors for robotic surgery using optical interference

    Yuki Kashimura, Noriko Tsuroka, Jumpei Arata, Yoichi Haga

    Sensors and Actuators A: Physical 362 2023年11月1日

    DOI: 10.1016/j.sna.2023.114672  

    ISSN:0924-4247

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    This paper aims to present a novel method for batch fabrication of miniature force sensors using optical interference with Microelectromechanical Systems technology. Previously, we noted that the batch fabrication of miniature force sensors was difficult because they were fabricated one by one using individual parts. Therefore, the present study proposes a new method for batch fabrication in a single batch, in which force sensors are assembled side-by-side. Furthermore, we demonstrate the performance and effectiveness of the proposed batch fabrication method to fabricate force sensors.

  3. 陰圧駆動可能な2層型気泡除去流路付き酵素電極センサ

    鶴岡 典子, 継枝 健太, 芳賀 洋一

    電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌) 143 (9) 285-292 2023年9月1日

    出版者・発行元:一般社団法人 電気学会

    DOI: 10.1541/ieejsmas.143.285  

    ISSN:1341-8939

    eISSN:1347-5525

  4. Development of modified laser Doppler flowmetry device for real-time monitoring of esophageal mucosal blood flow: a preclinical assessment with an animal model

    Shun-Ichi Kawarai, Shintaro Katahira, Midori Miyatake, Kota Itagaki, Noriko Tsuruoka, Yoichi Haga, Yoshikatsu Saiki

    JOURNAL OF ARTIFICIAL ORGANS 2023年7月

    出版者・発行元:SPRINGER JAPAN KK

    DOI: 10.1007/s10047-023-01408-w  

    ISSN:1434-7229

    eISSN:1619-0904

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    This study aimed to modify a laser Doppler flowmeter designed and assembled at our institute. After measuring sensitivity evaluation in ex vivo experiments, we confirmed the efficacy of this new device for monitoring real-time esophageal mucosal blood flow changes after thoracic stent graft implantation by simulating various clinical situations in an animal model. Thoracic stent graft implantation was performed in a swine model (n = 8). Esophageal mucosal blood flow decreased significantly from baseline (34.1 & PLUSMN; 18.8 ml/min/100 g vs. 16.7 & PLUSMN; 6.6 ml/min/100 g, P < 0.05) in the lower esophagus (Th6-Th8) where the stent graft covered the aorta. In the hemorrhagic shock model (shock index & GE; 1.0), esophageal mucosal blood flow showed a remarkable change from baseline in the upper esophagus (Th1-Th3), where the stent graft did not cover the aorta (20.8 & PLUSMN; 9.8 ml/min/100 g vs. 12.9 & PLUSMN; 8.6 ml/min/100 g, P < 0.01); however, it returned to the baseline value within a 30-min period. Mucosal blood flow remained stable in the esophagus, where the stent graft did not cover the aorta. After elevating the mean blood pressure to > 70 mmHg with continuous intravenous noradrenaline infusion, esophageal mucosal blood flow increased significantly in both regions; however, the reaction was different between the two regions. Our newly developed laser Doppler flowmeter could measure real-time esophageal mucosal blood flow changes in various clinical situations during thoracic stent graft implantation in a swine model. Hence, this device can be applied in many medical fields by downsizing it.

  5. Design and kinematics of a tube-shaped multidirectional bending robotic device using slackened SMA wires for transurethral ureterolithotripsy

    Wenrui Liu, Noriko Tsuruoka, Yoshikatsu Tanahashi, Yoichi Haga

    INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTER ASSISTED RADIOLOGY AND SURGERY 18 (1) 29-43 2023年1月

    出版者・発行元:SPRINGER HEIDELBERG

    DOI: 10.1007/s11548-022-02756-3  

    ISSN:1861-6410

    eISSN:1861-6429

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    Purpose The complex and elaborate structure of the urinary system presents surgeons with difficulty in using a ureteroscope with a fixed optical fiber to reach the targeted calculus. To address this challenge, a robotic device is required to control the direction of laser irradiation position independently in ureteroscopes. Method A continuum robotic device was designed and fabricated. The device is constructed with three slackened shape memory alloy (SMA) wires to control the laser irradiation position of the optical fiber combined with the view of the camera on the tip of the ureteroscope. Kinematics analysis and experimental evaluation reveal the capability of the device. Results The structure of the device is the same as a single-joint continuum robot. This device is unique because of the tiny diameter of 1.1 mm which can be used inside the ureteroscope through a o1.2 mm inner channel into the kidney for transurethral ureterolithotripsy. Kinematic analysis revealed the relationship among space coordinates, angles of bending, and direction and SMA wires length. The maximum bending angle was around 25 degrees when the current value was 350 mA on a single SMA wire. The device could achieve multi-directional bending by allocating the values of current on SMA wires, separately. Conclusion This device offers a major advancement in small size and dexterity in medical robotics. Combined with a proper control system, this device could simplify the operation and improve the efficiency of the transurethral ureterolithotripsy.

  6. Micro-Robotic Medical Tools Employing SMA Actuators for Use in the Human Body

    Haga Yoichi, Mineta Takashi, Matsunaga Tadao, Tsuruoka Noriko

    Journal of Robotics and Mechatronics 34 (6) 1233-1244 2022年12月20日

    出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.

    DOI: 10.20965/jrm.2022.p1233  

    ISSN:0915-3942

    eISSN:1883-8049

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    Several micro-robotic medical tools, including catheters, guide wires, and endoscopes, employing shape memory alloy (SMA) actuators have been proposed and developed for use in the human body. This paper describes the basic principle of SMAs and the characteristics of several mechanisms, such as unidirectional bending, multi-directional bending, torsional movement, extension, and stiffness control. Moreover, some medical applications, such as insertion assistance and endoscopic and laser positioning, are described.

  7. Tube-shaped Neural Probe with Electrodes Placed Around the Optical Stimulation Area or the Endoscope Observation Area

    Naoto Ikeda, Wenguang Lu, Noriko Tsuruoka, Hajime Mushiake, Makoto Osanai, Tomokazu Oshiro, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 142 (4) 48-55 2022年4月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan (IEE Japan)

    DOI: 10.1541/ieejsmas.142.48  

    ISSN:1341-8939

    eISSN:1347-5525

  8. Effects of salicylate derivatives on localization of p.H723R allele product of SLC26A4. 国際誌

    Michio Murakoshi, Yuhi Koike, Shin Koyama, Shinichi Usami, Kazusaku Kamiya, Katsuhisa Ikeda, Yoichi Haga, Kohei Tsumoto, Hiroyuki Nakamura, Noriyasu Hirasawa, Kenji Ishihara, Hiroshi Wada

    Auris, nasus, larynx 2022年3月16日

    DOI: 10.1016/j.anl.2022.03.009  

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    OBJECTIVE: Pendrin is a transmembrane protein encoded by the SLC26A4 gene that functions in maintaining ion concentrations in the endolymph of the inner ear, most likely by acting as a chloride/bicarbonate transporter. Variants in the SLC26A4 gene are responsible for sensorineural hearing loss. Although pendrin localizes to the plasma membrane, we previously identified that 8 missense allele products of SLC26A4 were retained in the intracellular region and lost their anion exchange function. We also found that 10 mM salicylate induced the translocation of 4 out of 8 allele products from the intracellular region to the plasma membrane and restored their anion exchanger activity. However, since 10 mM salicylate exhibits cytotoxicity, the use of chemical compounds with less cell toxicity is needed. In the present study, therefore, salicylate derivatives were used as the chemical compounds and their effects on the p.H723R allele products of SLC26A4 were investigated. METHODS: HEK293 cells were transfected with the cDNA of p.H723R. Cell proliferation, viability and toxicity assays were performed to investigate the response and health of cells in culture after treatment with four types of salicylate derivatives, i.e., 2-hydroxybenzyl alcohol, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2'-hydroxyacetophenone and methyl salicylate. The effects of these salicylate derivatives on the localization of the p.H723R were investigated by immunofluorescence microscopy. RESULTS: The application of 10 mM salicylate showed an increase in cell toxicity and decrease in cell viability, leading to a significant decrease in cell proliferation. In contrast, the application of 1 mM salicylate derivatives did not show any significant increase in cell toxicity and decrease in cell viability, corresponding to a logarithmic increase in cell concentration with an increase in culture time. Immunofluorescence experiments showed that the p.H723R retained in the endoplasmic reticulum (ER). Among the salicylate derivatives applied, 2-hydroxybenzyl alcohol induced the translocation of p.H723R from the ER to the plasma membrane 3 h after its application. CONCLUSION: The results obtained showed that 2-hydroxybenzyl alcohol restored the localization of the p.H723R allele products of SLC26A4 from the ER to the plasma membrane at a concentration of 1 mM by 3 h after its administration with less cytotoxicity than 10 mM salicylate.

  9. Device to Collect Skin Cells Using Ultrasound Irradiation and Aspiration

    Yang Ye, Tatsuya Uechi, Noriko Tsuruoka, Makoto Akashi, Yoichi Haga

    SENSORS AND MATERIALS 34 (9) 3383-3396 2022年

    出版者・発行元:MYU, SCIENTIFIC PUBLISHING DIVISION

    DOI: 10.18494/SAM3983  

    ISSN:0914-4935

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    Dynamic cell activity can be examined by collecting and analyzing cells every' few hours during the day. However, current techniques to extract and analyze skin cells are deemed ineffective and/or invasive. Thus, in this study, we designed and fabricated a device that collects skin cells using ultrasound irradiation. An ultrasonic horn amplifies a Langevin transducer, which then generates ultrasound and transmits it to a fine needle. Ultrasound is irradiated from the needle to the body surface, and ultrasonic oscillation and cavitation cut or weaken intercellular binding. We successfully aspirated 30 cells from pig skin using our minimally invasive device.

  10. 超音波によるキャビテーションを利用した粘膜組織からの細胞採取デバイス

    葉 煬, 上地 達哉, 鶴岡 典子, 明石 真, 芳賀 洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 24 (4) 217-225 2022年

    出版者・発行元:一般社団法人 日本コンピュータ外科学会

    DOI: 10.5759/jscas.24.217  

    ISSN:1344-9486

    eISSN:1884-5770

  11. Cerebrovascular Model Equipped with Microsensors

    Yoichi Haga, Hiroshi Yoshida, Tadao Matsunaga, Yasutomo Shimizu, Makoto Ohta, Masaaki Shojima, Taisuke Masuda, Kaihong Yu, Tupin Simon, Chenming Dai, Fumihito Arai, Kanako Harada

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 140 (12) 354-362 2020年12月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan ({IEE} Japan)

    DOI: 10.1541/ieejsmas.140.354  

    ISSN:1347-5525

  12. Viscosity measurement of Xanthan-Poly(vinyl alcohol) mixture and its effect on the mechanical properties of the hydrogel for 3D modeling. 国際誌 査読有り

    Yasutomo Shimizu, Tadao Tanabe, Hiroshi Yoshida, Motohiro Kasuya, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga, Kazue Kurihara, Makoto Ohta

    Scientific reports 8 (1) 16538-16538 2018年11月8日

    DOI: 10.1038/s41598-018-34986-4  

    ISSN:2045-2322

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    Biomodels made of poly(vinyl alcohol) (PVA) are demanded because they can represent the geometries and mechanical properties of human tissues realistically. Injecting and molding, commonly used in three-dimensional (3D) modeling, help to represent the blood vessels accurately. However, these techniques sometimes require higher pressures than the upper pressure limit of the dispensers for pouring in high viscosity materials; the material viscosity should therefore be lower. Moreover, the mechanical properties of the biomodels should be reproduced. This study proposes a PVA solution through the addition of xanthan gum (XG) for 3D modeling, which lowers liquid viscosity while maintaining the mechanical properties of biomodels. XG is known to facilitate the achievement of non-Newtonian fluidity; however, the effects of XG on a PVA solution and PVA hydrogel (PVA-H) are not confirmed. The viscosity measurement using 15 wt% PVA with XG solution (PVA/XG) shows that it will provide easier pouring than 17 wt% PVA solution. The tensile test using the PVA-H of PVA(15 wt%)/XG(0.2 wt%) reveals that the gel is comparable in Young's modulus to 17 wt% PVA-H. X-ray diffraction shows the crystalline structures of the PVA/XG gel and PVA-H are identical. Thus, this PVA/XG would be useful for fabricating biomodels using injection molding techniques.

  13. Fabrication and Packaging of CMUT Using Low Temperature Co-Fired Ceramic 査読有り

    Yildiz Fikret, Matsunaga Tadao, Haga Yoichi

    MICROMACHINES 9 (11) 2018年11月

    DOI: 10.3390/mi9110553  

    ISSN:2072-666X

  14. A new manometry device for evaluating the sphincter of Oddi using a fiber-optic pressure sensor. 査読有り

    Hanzawa T, Matsunaga T, Koike T, Kanno A, Masamune A, Iijima K, Shimosegawa T, Haga Y

    Minimally invasive therapy & allied technologies : MITAT : official journal of the Society for Minimally Invasive Therapy 27 (4) 226-232 2018年8月

    DOI: 10.1080/13645706.2017.1412701  

    ISSN:1364-5706

  15. Oesophageal mucosal blood flow changes after thoracic endovascular stent graft implantation using a novel sensor probe 査読有り

    Shintaro Katahira, Shunsuke Kawamoto, Naoki Masaki, Yukihiro Hayatsu, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga, Yoshikatsu Saiki

    Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery 26 (3) 487-493 2018年3月1日

    出版者・発行元:Oxford University Press

    DOI: 10.1093/icvts/ivx351  

    ISSN:1569-9285 1569-9293

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    OBJECTIVES: Secondary aorto-oesophageal fistula is a rare, lethal complication occurring after thoracic endovascular aneurysmal repair. The cause of secondary aorto-oesophageal fistula is unknown, but a reduction in local oesophageal mucosal blood flow (OMBF) may be a basis for such a devastating sequela. Our study aims to develop a novel blood flow sensor probe to detect changes in OMBF after thoracic stent graft implantation in an experimental swine model. METHODS: A novel laser Doppler flowmetry sensor probe incorporating an optical fibre sensor within a nasogastric tube was developed using microelectromechanical system technology. OMBF was measured at various levels using this sensor probe, to test its feasibility before and after thoracic endovascular stent graft implantation covering Th4-Th8 vertebral levels in 6 swine. RESULTS: In the middle oesophagus (Th5-Th7), where the aorta was covered with a stent graft, the measured OMBFs were significantly decreased after thoracic endovascular stent graft implantation than those of baseline (8.6 ± 2.7 vs 18.4 ± 7.9 ml/min/100 g, P &lt 0.0001), followed by a plateau period for at least 2 h after stent grafting (8.7 ± 3.3 ml/min/100 g, P &lt 0.0001 vs baseline). OMBFs in the upper (Th1-Th3) and lower (Th9-Th11) oesophagus, where the aorta was not covered with a stent graft, were unaffected by thoracic endovascular stent grafting. CONCLUSIONS: The novel laser Doppler flowmetry sensor probe was useful to monitor precise changes of OMBF in a swine model, demonstrating a significant reduction in OMBF after thoracic endovascular stent graft implantation.

  16. Noninvasive aspiration detection using through-transmission ultrasound. 査読有り

    Yosuke Hara, Yukio Katori, Shigeaki Okumura, Hirofumi Taki, Hiroki Umeda, Tatsuya Uechi, Fumihiko Kawamura, Yoichi Haga, Ryoichi Nagatomi, Shin-Ichi Izumi

    20th IEEE International Conference on e-Health Networking, Applications and Services, Healthcom 2018, Ostrava, Czech Republic, September 17-20, 2018 1-5 2018年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/HealthCom.2018.8531081  

  17. Forward-looking OCT Probe Using Single-fiber Scanning for Transbronchial Puncturing Cytodiagnosis 査読有り

    Li Xuan, Matsunaga Tadao, Suda Yuji, Sawai Takashi, Haga Yoichi

    ADVANCED BIOMEDICAL ENGINEERING 6 48-52 2017年

    DOI: 10.14326/abe.6.48  

    ISSN:2187-5219

  18. Development of a blood vessel model with ultrasound sensors to quantify intravascular treatment skills. 査読有り

    Hiroshi Yoshida, Tadao Matsunaga, Yasutomo Shimizu, Masaaki Shojima, Kaihong Yu, Makoto Ohta, Noriko Tsuruoka, Yoichi Haga

    International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2017, Nagoya, Japan, December 3-6, 2017 1-4 2017年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MHS.2017.8305199  

  19. Local internal pressure measurement system of cerebral aneurysm model using ultra-miniature fiber-optic pressure sensor. 査読有り

    Tadao Matsunaga, Akira Ito, Soyoka Osaki, Yasutomo Shimizu, Masaaki Shojima, Hiroshi Yoshida, Noriko Tsuruoka,Array, Makoto Ohta, Yoichi Haga

    International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2017, Nagoya, Japan, December 3-6, 2017 1-3 2017年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MHS.2017.8305197  

  20. Ultrasound sensors installed in blood vessel model for intravascular surgery procedures. 査読有り

    Hiroshi Yoshida, Noriko Tsuruoka, Yasutomo Shimizu, Kaihong Yu, Makoto Ohta, Masaaki Shojima, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems, CBS 2017, Beijing, China, October 17-19, 2017 289-292 2017年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/CBS.2017.8266117  

  21. Multipoint pressure measurement in blood vessel model for evaluation of intravascular treatment of cerebral aneurysm using fiber-optic pressure sensors. 査読有り

    Tadao Matsunaga, Yoichi Haga, Soyoka Osaki, Yasutomo Shimizu,Array, Makoto Ohta, Masaaki Shojima, Hiroshi Yoshida, Noriko Tsuruoka

    IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems, CBS 2017, Beijing, China, October 17-19, 2017 136-139 2017年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/CBS.2017.8266083  

  22. Intraparenchymal ultrasound application and improved distribution of infusate with convection-enhanced delivery in rodent and nonhuman primate brain 査読有り

    Yui Mano, Ryuta Saito, Yoichi Haga, Tadao Matsunaga, Rong Zhang, Masashi Chonan, Shinya Haryu, Takuhiro Shoji, Aya Sato, Yukihiko Sonoda, Noriko Tsuruoka, Keisuke Nishiyachi, Akira Sumiyoshi, Hiroi Nonaka, Ryuta Kawashima, Teiji Tominaga

    JOURNAL OF NEUROSURGERY 124 (5) 1490-1500 2016年5月

    出版者・発行元:AMER ASSOC NEUROLOGICAL SURGEONS

    DOI: 10.3171/2015.3.JNS142152  

    ISSN:0022-3085

    eISSN:1933-0693

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    OBJECTIVE Convection-enhanced delivery (CED) is an effective drug delivery method that delivers high concentrations of drugs directly into the targeted lesion beyond the blood-brain barrier. However, the drug distribution attained using CED has not satisfactorily covered the entire targeted lesion in tumors such as glioma. Recently, the efficacy of ultrasound assistance was reported for various drug delivery applications. The authors developed a new ultrasound facilitated drug delivery (UFD) system that enables the application of ultrasound at the infusion site. The purpose of this study was to demonstrate the efficacy of the UFD system and to examine effective ultrasound profiles. METHODS The authors fabricated a steel bar based device that generates ultrasound and enables infusion of the aqueous drug from one end of the bar. The volume of distribution (Vd) after infusion of 10 mu l of 2% Evans blue dye (EBD) into rodent brain was tested with different frequencies and applied voltages: 252 kHz/30 V; 252 kHz/60 V; 524 kHz/13 V; 524 kHz/30 V; and 524 kHz/60 V. In addition, infusion of 5 mM gadopentetate dimeglumine (Gd-DTPA) was tested with 260 kHz/60 V, the distribution of which was evaluated using a 7-T MRI unit. In a nonhuman primate (Macaca fascicularis) study, 300 mu l of 1 mM Gd-DTPA/EBD was infused. The final distribution was evaluated using MRI. Two-sample comparisons were made by Student t-test, and 1-way ANOVA was used for multiple comparisons. Significance was set at p &lt; 0.05. RESULTS After infusion of 10 mu l of EBD into the rat brain using the UFD system, the Vds of EBD in the UFD groups were significantly larger than those of the control group. When a frequency of 252 kHz was applied, the Vd of the group in which 60 V was applied was significantly larger than that of the group in which 30 V was used. When a frequency of 524 kHz was applied, the Vd tended to increase with application of a higher voltage; however, the differences were not significant (1-way ANOVA). The Vd of Gd-DTPA was also significantly larger in the UFD group than in the control group (p &lt; 0.05, Student t-test). The volume of Gd-DTPA in the nonhuman primate used in this study was 1209.8 +/- 193.6 mm(3). This volume was much larger than that achieved by conventional CED (568.6 +/- 141.0 mm(3)). CONCLUSIONS The UFD system facilitated the distribution of EBD and Gd-DTPA more effectively than conventional CED. Lower frequency and higher applied voltage using resonance frequencies might be more effective to enlarge the Vd. The UFD system may provide a new treatment approach for CNS disorders.

  23. Lactate and glucose measurement in subepidermal tissue using minimally invasive microperfusion needle 査読有り

    Noriko Tsuruoka, Kenji Ishii, Tadao Matsunaga, Ryoichi Nagatomi, Yoichi Haga

    BIOMEDICAL MICRODEVICES 18 (1) 19 2016年2月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s10544-016-0049-z  

    ISSN:1387-2176

    eISSN:1572-8781

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    Knowing the concentrations of biological substances can help ascertain physiological and pathological states. In the present study, a minimally invasive microperfusion needle was developed for measuring the concentrations of biological substances in subepidermal tissue. The microperfusion needle has a flow channel with a perforated membrane through which biological substances from subepidermal tissue are extracted. Since this device uses a thin steel acupuncture needle as the base substrate, it has sufficient rigidity for insertion through the skin. The efficacy of the needle was examined by measuring lactate and glucose concentrations in mice. Lactate was injected intraperitoneally, and changes in lactate concentrations in subepidermal tissue over time were measured using the device. Lactate concentrations of blood were also measured as a reference. Lactate was successfully collected using the microperfusion needle, and the lactate concentration of perfused saline was significantly correlated with blood lactate concentration. Glucose solution was administered orally, and the glucose concentration of perfused saline was also correlated with blood glucose concentration. The newly developed microperfusion needle can be used for minimally invasive monitoring of the concentrations of biological substances.

  24. Micro sensors and actuators for minimally invasive medical devices and bionic humanoid. 査読有り

    Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2016, Nagoya, Japan, November 28-30, 2016 1-2 2016年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MHS.2016.7824216  

  25. 電磁駆動による気管支観察用前方視OCTプローブの開発

    李 宣, 芳賀 洋一, 松永 忠雄

    生体医工学 53 S238_01-S238_01 2015年

    出版者・発行元:一般社団法人 日本生体医工学会

    DOI: 10.11239/jsmbe.53.S238_01  

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    The purpose of this study is to develop a small (1.3 mm diameter) and high resolution (Lateral resolution: more than 60 &mu;m, Distance resolution: 12 &mu;m) optical coherence tomography probe for bronchoscopey. This probe consists of single optical fiber which is fixed a Ni tube and a micro lens (SELFOC lens) which is located in front of the optical fiber, metal saddle-shaped coils which are fabricated by photofabrication and two solenoid coils which are fabricated by coiling machine. The solenoid coils are located in frontside and backside of the saddle-shaped coil. When an alternating current is applied to the driving coils, the Ni tube was vibrated by electromagnetic force one dimensionally. The optical fiber amplitude is assisted by magnetic force of the solenoid shaped assist coils. To satisfy required view angle (45 degrees), the optical fiber vibration amplitude needs 236 &mu;m/p-p. The evaluated fiber vibration amplitude of the fabricated probe was 56 &mu;m/p-p. To satisfy the required vibration amplitude, adjusting positions of assist coils will be effective for enlarge the optical fiber vibration.

  26. Real-time monitoring of spinal cord blood flow with a novel sensor mounted on a cerebrospinal fluid drainage catheter in an animal model. 査読有り

    Hayatsu Y, Kawamoto S, Matsunaga T, Haga Y, Saiki Y

    The Journal of thoracic and cardiovascular surgery 148 (4) 1726-1731 2014年10月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1016/j.jtcvs.2014.04.011  

    ISSN:0022-5223

    eISSN:1097-685X

  27. 液圧アクチュエータを用いた内視鏡用径可変フードの開発 査読有り

    松尾美幸, 須田信一郎, 松永忠雄, 芳賀洋一

    ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama (ROBOMECH2014 TOYAMA) 2014年

  28. Brief Effect of Acupoint Stimulation Using Focused Ultrasound 査読有り

    Noriko Tsuruoka, Masashi Watanabe, Shin Takayama, Takashi Seki, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    JOURNAL OF ALTERNATIVE AND COMPLEMENTARY MEDICINE 19 (5) 416-419 2013年5月

    出版者・発行元:MARY ANN LIEBERT INC

    DOI: 10.1089/acm.2012.0217  

    ISSN:1075-5535

    eISSN:1557-7708

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    Background: Acupuncture is used worldwide in medical treatment. However, needle insertion damages the skin and patients sometimes feel pain. To avoid such drawbacks, an acupoint stimulation device using focused ultrasound has been developed. Ultrasound stimulation does not damage the skin like acupuncture does because ultrasound can deliver vibration energy to soft tissues noninvasively. Objectives: The aim of this study was to clarify the effect of acupoint stimulation using focused ultrasound. Subjects: Fifty (50) healthy volunteers (40 males and 10 females) were included in this experiment. Design: Subjects were randomly assigned to two groups. LR-3 was stimulated bilaterally for 36 seconds by focused ultrasound and conventional acupuncture. Brachial artery blood flow volume was monitored by an ultrasound with an echo-tracking system. The hemodynamic parameters were measured before, during, and 30, 60, 180 seconds after stimulation. Results: During stimulation, the blood flow volume of the acupuncture stimulation group decreased significantly (p &lt; 0.05) compared with resting value, but that of the focused ultrasound stimulation group did not decrease. Blood flow volume of both groups increased gradually and showed significant increase at 180 seconds after stimulation (p &lt; 0.05). Conclusions: Blood flow volume was increased significantly by both focused ultrasound stimulation and conventional acupuncture. Although a significant decrease of blood flow volume during acupuncture stimulation was observed, no such decrease was observed during ultrasound stimulation. Findings of the present study show that noninvasive stimulation of acupoints by focused ultrasound is as effective as conventional acupuncture in blood flow volume of the brachial artery.

  29. Brief Effect of Acupoint Stimulation Using Focused Ultrasound 査読有り

    Noriko Tsuruoka, Masashi Watanabe, Shin Takayama, Takashi Seki, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    JOURNAL OF ALTERNATIVE AND COMPLEMENTARY MEDICINE 19 (5) 416-419 2013年5月

    出版者・発行元:MARY ANN LIEBERT INC

    DOI: 10.1089/acm.2012.0217  

    ISSN:1075-5535

    eISSN:1557-7708

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    Background: Acupuncture is used worldwide in medical treatment. However, needle insertion damages the skin and patients sometimes feel pain. To avoid such drawbacks, an acupoint stimulation device using focused ultrasound has been developed. Ultrasound stimulation does not damage the skin like acupuncture does because ultrasound can deliver vibration energy to soft tissues noninvasively. Objectives: The aim of this study was to clarify the effect of acupoint stimulation using focused ultrasound. Subjects: Fifty (50) healthy volunteers (40 males and 10 females) were included in this experiment. Design: Subjects were randomly assigned to two groups. LR-3 was stimulated bilaterally for 36 seconds by focused ultrasound and conventional acupuncture. Brachial artery blood flow volume was monitored by an ultrasound with an echo-tracking system. The hemodynamic parameters were measured before, during, and 30, 60, 180 seconds after stimulation. Results: During stimulation, the blood flow volume of the acupuncture stimulation group decreased significantly (p &lt; 0.05) compared with resting value, but that of the focused ultrasound stimulation group did not decrease. Blood flow volume of both groups increased gradually and showed significant increase at 180 seconds after stimulation (p &lt; 0.05). Conclusions: Blood flow volume was increased significantly by both focused ultrasound stimulation and conventional acupuncture. Although a significant decrease of blood flow volume during acupuncture stimulation was observed, no such decrease was observed during ultrasound stimulation. Findings of the present study show that noninvasive stimulation of acupoints by focused ultrasound is as effective as conventional acupuncture in blood flow volume of the brachial artery.

  30. Tactile display using shape memory alloy micro-coil actuator and magnetic latch mechanism 査読有り

    T. Matsunaga, K. Totsu, M. Esashi, Y. Haga

    Displays 34 (2) 89-94 2013年

    DOI: 10.1016/j.displa.2013.03.001  

    ISSN:0141-9382

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    A two-dimensional tactile display for visually impaired people was fabricated and successfully operated. Character and graphic information is dynamically displayed by an array of pins in up and down positions. The contraction of shape memory alloy (SMA) micro-coil actuators moves the pins up and down when the SMA actuator is heated by an electrical current. A tube fabricated from magnetic material is attached to each pin and a permanent magnet accurately positions the pins in an up or down state without any feedback control. This latch mechanism overcomes problems of heat storage and electrical consumption of the SMA actuator because the current is supplied only when the pins move. The tactile display has a 100 (10 × 10) pins array. The tactile information is displayed sequentially every 0.3 s and the tactile pins are latched at 0.1 N by magnetic force. The pins are arranged at a pin interval of 2.5 mm and move 2 mm up and down. Furthermore, in order to offer tactile graphic information, the interval between pins is narrow. A module for the tactile display with pin intervals of 1.27 mm has also been developed. © 2013 Elsevier Ltd.All rights reserved. © 2013 Elsevier B.V.All rights reserved.

  31. 陽極接合可能なセラミック貫通配線基板を用いた静電駆動型超音波トランスデューサ 査読有り

    広島美咲, 松永忠雄, 峯田 貴, 芳賀 洋一

    第30回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 2013年

  32. SMA ワイヤを用いた低侵襲医療用能動屈曲機構 査読有り

    小林拓生, 松永忠雄, 芳賀 洋一

    第30回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 2013年

  33. Micro hydraulic bending actuator for minimally invasive medical device 査読有り

    Miyuki Matsuo, Kunihiro Abe, Shinichiro Suda, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    2013 Transducers and Eurosensors XXVII: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, TRANSDUCERS and EUROSENSORS 2013 1440-1443 2013年

    DOI: 10.1109/Transducers.2013.6627050  

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    Micro hydraulic actuators have been fabricated to improve the operability of minimally invasive medical instruments, such as guidewires, catheters, and endoscopes. The actuators consist of a metal spring coil, evaporated parylene membrane, and a metal wire. Since parylene is used as the membrane, the actuator can be made with a diameter smaller than 1 mm and several actuators can be batch fabricated. As shown in Fig.1, the actuator elongates except for the side that is restricted by a metal wire when water is injected, allowing the actuator to bend. Since the actuators use water to achieve the bending motion and consist of biocompatible materials, they are safe in the human body. © 2013 IEEE.

  34. Development and evaluation of tube-shaped neural probe with working channel 査読有り

    Shunsuke Tamaki, Tadao Matsunaga, Toshinobu Kuki, Yoshihito Furusawa, Hajime Musiake, Yoichi Haga

    2013 Transducers and Eurosensors XXVII: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, TRANSDUCERS and EUROSENSORS 2013 864-867 2013年

    DOI: 10.1109/Transducers.2013.6626904  

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    For brain analysis, a novel tube-shaped flexible neural probe characterize by its flexibility and stiffness with metal needle inserted into tube was fabricated and demonstrated. This probe consists of an ultra-thin polyimide tube with on outer diameter of 360μm and photofabricated recording electrodes using non-planar photofabrication technique. The probe was inserted into a rat's brain through the dura mater and successfully measured with optical stimulation. © 2013 IEEE.

  35. Measurement of subcutaneous biological substances using thin metal needle with micro flow channel 査読有り

    N. Tsuruoka, K. Ishii, T. Matsunaga, R. Nagatomi, Y. Haga

    Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS 4478-4481 2013年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/EMBC.2013.6610541  

    ISSN:1557-170X

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    Concentrations of biological substances are useful as indicators of physiological and pathological states. In order to monitor biological substances in daily life, we developed a minimally invasive needle type device with which biological substances are extracted through a microperfusion system inserted under the skin. The perfusion needle has a flow channel with perforated membrane through which biological substances from subepidermal tissue are extracted. The efficacy of the device was examined by measuring lactate concentration of exercising mice. Lactate was successfully collected from the back skin of the mice running on a treadmill using a fabricated microperfusion needle. Lactate concentration of perfused solution correlated with blood lactate concentration. © 2013 IEEE.

  36. 多機能化を目指した折れ曲がり変形型内視鏡の開発 査読有り

    須田信一郎, 松永忠雄, 芳賀洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 14 (4) 447-454 2012年

    出版者・発行元:The Japan Society of Computer Aided Surgery

    DOI: 10.5759/jscas.14.447  

    ISSN:1344-9486

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    The outer diameter of a rigid and flexible endoscope is limited because of the small incision for insertion of the endoscope, and thus it is difficult to incorporate several functions. In this research, a multifunctional bending transformative endoscope with a small diameter for insertion was developed. The tip of the endoscope is divided into three sections, and it can be transformed by manipulating wires from outside the body. Models of this bending type endoscope, which has two CCD cameras for 3D vision and rear view, were fabricated. Insertion of a forceps through its working channel was also demonstrated.

  37. Development of Minimally Invasive Microdialysis Needle for Continuous Monitoring of Biological Substances 査読有り

    N. Tsuruoka, K. Ishii, T. Matsunaga, R. Nagatomi, Y. Haga

    Technical Digest of the 25th IEEE International Conference on Micro ElectroMechanical Systems (MEMS 2012) 941-944 2012年

    DOI: 10.1109/MEMSYS.2012.6170341  

  38. 使い捨て化と細径化を目指した形状記憶合金を用いた能動屈曲電子内視鏡の開発 査読有り

    牧志 渉, 池田雅春, 江刺正喜, 松永忠雄, 芳賀洋一

    電気学会論文誌E 131 (3) 102-110 2011年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.131.102  

  39. Bending Transformative Endoscope 査読有り

    S. Suda, T. Matsunaga, Y. Haga

    6th International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology (MMB 2011), 2011年

  40. Spinal Ischemia Monitoring Catheter Using Miniature Ultrasonic Sensor 査読有り

    M. Sato, Y. Saiki, K. Nishiyachi, T. Matsunaga, H. Nagai, M. Esashi, Y. Haga

    6th International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology (MMB 2011) 2011年

  41. Salicylate restores transport function and anion exchanger activity of missense pendrin mutations 査読有り

    Kenji Ishihara, Shuhei Okuyama, Shun Kumano, Koji Iida, Hiroshi Hamana, Michio Murakoshi, Toshimitsu Kobayashi, Shinichi Usami, Katsuhisa Ikeda, Yoichi Haga, Kohei Tsumoto, Hiroyuki Nakamura, Noriyasu Hirasawa, Hiroshi Wada

    HEARING RESEARCH 270 (1-2) 110-118 2010年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.heares.2010.08.015  

    ISSN:0378-5955

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    The SLC26A4 gene encodes the transmembrane protein pendrin, which is involved in the homeostasis of the ion concentration of the endolymph of the inner ear, most likely by acting as a chloride/bicarbonate transporter. Mutations in the SLC26A4 gene cause sensorineuronal hearing loss. However, the mechanisms responsible for such loss have remained unknown. Therefore, in this study, we focused on the function of ten missense pendrin mutations (p.P123S (Pendred syndrome), p.M147V (NSEVA), p.K369E (NSEVA), p.A372V (Pendred syndrome/NSEVA), p.N392Y (Pendred syndrome), p.C565Y (NSEVA), p.S657N (NSEVA), p.S666F (NSEVA), p.T721M (NSEVA) and p.H723R (Pendred syndrome/NSEVA)) reported in Japanese patients, and analyzed their cellular localization and anion exchanger activity using HEK293 cells transfected with each mutant gene. Immunofluorescent staining of the cellular localization of the pendrin mutants revealed that p.K369E and p.C565Y, as well as wild-type pendrin, were transported to the plasma membrane, while 8 other mutants were retained in the cytoplasm. Furthermore, we analyzed whether salicylate, as a pharmacological chaperone, restores normal plasma membrane localization of 8 pendrin mutants retained in the cytoplasm to the plasma membrane. Incubation with 10 mM of salicylate of the cells transfected with the mutants induced the transport of 4 pendrin mutants (p.P123S, p.M147V, p.S657Y and p.H723R) from the cytoplasm to the plasma membrane and restored the anion exchanger activity. These findings suggest that salicylate might contribute to development of a new method of medical treatment for sensorineuronal hearing loss caused by the mutation of the deafness-related proteins, including pendrin. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

  42. 医療用MEMSデバイスと実装技術 査読有り

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    第26回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 662-668 2010年10月

  43. blast-induced traumatic brain injury (bTBI): multidisciplinary teamによる病態解明から機器開発まで 査読有り

    中川敦寛, 荒船龍彦, 大谷清伸, 山本裕朗, 松永忠雄, 鷲尾利克, 塚本 哲, 中野 徹, 仲井正昭, 合田圭介, 小川欣一, 孫 明宇, 隈部俊宏, 芳賀洋一, B. Jalai, 牛田多加志, 高山和喜, 西野精治, 新家光雄, 佐久間一郎, 冨永悌二

    神経外傷 33 (2) 187-194 2010年

  44. Acupoint Stimulation Device Using Focused Ultrasound 査読有り

    N. Tsuruoka, M. Watanabe, T. Seki, T. Matsunaga, Y. Haga

    32nd Annual International IEEE EMBS Conference, Buenos Aires 2010年

    DOI: 10.1109/IEMBS.2010.5626422  

  45. Electromagnetically Driven Ulutra-miniature single Fiber Scanner for High-resolution Endoscopy Fabricated on Cylindrical Substrates Using MEMS Process 査読有り

    T. Matsunaga, R. Hino, W. Makishi, M. Esashi, Y. Haga

    IEEE The 23rd International Micro Electro Mechanical Systems Conference (MEMS 2010) 2010年

    DOI: 10.1109/MEMSYS.2010.5442377  

  46. Acupoint Stimulation Device Using Focused Ultrasound 査読有り

    N. Tsuruoka, M. Watanabe, T. Seki, T. Matsunaga, Y. Haga

    32nd Annual International IEEE EMBS Conference 2010年

    DOI: 10.1109/IEMBS.2010.5626422  

  47. 体内管腔撮像用多層コイル型MRI プローブの開発 査読有り

    市村想生, 全 威, 松永忠雄, 松岡雄一郎, 黒田 輝, 江刺正喜, 芳賀洋一

    第26回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 449-454 2009年10月

  48. Small Diameter High Resolution Endoscope Using Electromagnetically Vibration of Single Fiber 査読有り

    T. Matsunaga, R. Hino, W. Makishi, M. Esashi, Y. Haga

    IEEJ Trans. SM 129 (11) 399-404 2009年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.129.399  

  49. 円筒面レーザプロセスを用いた低侵襲医療機器の開発 査読有り

    芳賀洋一, 六鎗雄太, 五島彰二, 松永忠雄, 江刺正喜

    電気学会論文誌E 128 (10) 2008年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.128.402  

  50. カテーテル実装に適した血管内MRIプローブの開発 査読有り

    五島彰二, 松永忠雄, 松岡雄一郎, 黒田 輝, 江刺正喜, 芳賀洋一

    電気学会論文誌E 128 (10) 2008年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.128.389  

  51. Forward-looking Intravascular Ultrasound Probe Using PMN-PT Single Crystal 査読有り

    J.-J. Chen, R. Kashu, M. Esashi, Y. Haga

    the 4th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technology (APCOT2008) 2008年

  52. 非平面微細加工技術を用いた細径能動屈曲電子内視鏡の作製 査読有り

    牧志 渉, 松永忠雄, 江刺正喜, 竜 新栄, 芳賀洋一

    電気学会E部門総合研究会(BMS-08) 2008年

  53. 非平面フォトファブリケーションによるカテーテル搭載型血管内MRIプローブの開発 査読有り

    全 威, 五島彰二, 松永忠雄, 松岡雄一郎, 黒田 輝, 江刺正喜, 芳賀洋一

    電気学会E部門総合研究会(BMS-08) 2008年

  54. 形状記憶合金を用いた能動屈曲電子内視鏡 査読有り

    牧志 渉, 松永忠雄, 江刺正喜, 芳賀洋一

    電気学会論文誌E 127 (2) 75-81 2007年2月

    DOI: 10.1541/ieejsmas.127.75  

  55. 小型収束超音波トランスデューサを用いた内視鏡的治療デバイス 査読有り

    安居晃啓, 芳賀洋一, 陳, 俊傑, 伊関, 洋, 江刺正喜, 和田 仁

    電気学会論文誌E, 127 (2) 69-74 2007年2月1日

    DOI: 10.1541/ieejsmas.127.69  

  56. Minimally invasive diagnostics and treatment using micro/nano machining 査読有り

    Yoichi Haga, Tadao Matsunaga, Wataru Makishi, Kentaro Totsu, Takashi Mineta, Masayoshi Esashi

    MINIMALLY INVASIVE THERAPY & ALLIED TECHNOLOGIES 15 (4) 218-225 2006年8月

    出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD

    DOI: 10.1080/13645700600836224  

    ISSN:1364-5706

    eISSN:1365-2931

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    Several medical tools with various functions have been developed for minimally invasive diagnostics and treatment. Microfabrication techniques such as MEMS technology are useful for the realization of high-performance multifunctional minimally invasive medical tools with small sizes. An ultra-miniature pressure sensor and an intravascular ultrasonic forward-viewing imager have been developed as microsensors for use in the human body. Active bending catheters have been developed for steering catheter tips without using traction of wires from outside the body. An ultrasonic therapeutic tool for sonodynamic therapy and sonoporation, and a micro scanner for precise laser treatment have been developed as therapeutic tools for use in the human body. High-functionalized endoscopic tools and catheters will enable more precise and safe diagnostics and therapy, as well as novel diagnostics and treatment which have been impossible to date.

  57. Development of Medical and Welfare Microdevices Using Micro Technology 査読有り

    Y. Haga, T. Matsunaga, W. Makishi, K. Totsu, M. Esashi

    the 13th International Display Workshops (IDW ’06) 2006年

  58. 2D Laser Microscanner for Precise Laser Surgery and Small Size Head Mount Display 査読有り

    W. Makishi, H. Akahori, T. Matsunaga, M. Esashi, Y. Haga

    the 13th International Display Workshops (IDW ’06) 2006年

  59. Dynamic Tactile Display with Arrayed Pin for Blind Aid Using Micro Actuators 査読有り

    T. Matsunaga, W. Makishi, Y. Haga

    the 13th International Display Workshops (IDW ’06) 1591-1594 2006年

  60. Hermitically sealed ultra-miniature fiber-optic pressure sensor 査読有り

    S. Nakamura, T. Matsunaga, K. Totsu, M. Esashi, Y. Haga

    IDW '06: PROCEEDINGS OF THE 13TH INTERNATIONAL DISPLAY WORKSHOPS, VOLS 1-3 1553-1556 2006年

    出版者・発行元:INST IMAGE INFORMATION & TELEVISION ENGINEERS

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    Ultra-Miniature fiber optic sensor of 125 mu m diameter has been developed by using MEMS fabrication techniques. The Fabry-Perot cavity is formed at the end of an optical fiber. The pressure induced deformation of the Fabry-Perot cavity diaphragm alters the cavity length. Fabricated sensor structures exhibited temperature dependency. To solve this problem, hermetic sealing using a thin-film solder bonding and Cr thin-film deposition on the sidewall of the sensor have been tried.

  61. Development of Medical Devices for Minimally Invasive Diagnostics and Treatment Using Micro/nano Technology 査読有り

    Y. Haga

    The 12th International Micromachine / Nanotech Symposium 55-62 2006年

  62. Fabrication Techniques for Multilayer Metalization and Patterning, and Surface Mounting of Components on Cylindrical Substrates for Tube-Shaped Micro-Tools 査読有り

    S. Goto, T. Matsunaga, J. J. Chen, W. Makishi, M. Esashi, Y. Haga

    2006 International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology 217-220 2006年

    DOI: 10.1109/MMB.2006.251532  

  63. Small diameter ultrasound imager for intraluminal forward-looking inspection 査読有り

    Jiun-Jie Chen, Masayoshi Esashi, Yoichi Haga

    FUTURE MEDICAL ENGINEERING BASED ON BIONANOTECHNOLOGY, PROCEEDINGS 301-+ 2006年

    出版者・発行元:WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD

    DOI: 10.1142/9781860948800_0032  

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    An intraluminal forward-looking ultrasound probe of 3 min in diameter has been developed. We used the probe as transmitters and receivers to make ultrasound forward-looking and three-dimensional images, but many artifacts are observed because of strong directivity of the probe. For decreasing the directivity of the probe, a convex-shaped 1-3composite PZT transducer which is 0.7 min in diameter and 0.75 min curvature radius was fabricated, and low directivity feature was confirmed. A probe which has eight separated 1-3composite convex-shaped transducers is fabricated. The probe is 3 mm in diameter and a working channel is 0.5 mm in diameter. Acoustic pressure is measured using a hydrophone which is located 10 min in front of the probe. The emitting acoustic pressure of 0.85*10(5) Pascal is realized with the fabricated probe. When the probe is used as transmitters and receivers, image of an aluminum rod is constructed.

  64. Development of ultra-miniature fiber-optic pressure sensor 査読有り

    Kentaro Totsu, Yoichi Haga, Tadao Matsunaga, Masayoshi Esashi

    FUTURE MEDICAL ENGINEERING BASED ON BIONANOTECHNOLOGY, PROCEEDINGS 529-+ 2006年

    出版者・発行元:WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD

    DOI: 10.1142/9781860948800_0059  

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    A fiber-optic pressure sensor of 125 pm in diameter and detection system for medical use is described. A Fabry-Perot cavity with a diaphragm is formed at an optical fiber end. A deformation of the diaphragm induced by pressure varies the cavity length. White light interferometry is used to avoid error and noise caused by bending of the optical fiber and a fluctuation of the light source. The reflection light of the sensor cavity is detected by a portable detection system including a commercialized miniature high-speed spectrometer. A pressure change has been detected by using the developed sensor system. Animal experiments using a goat have been carried out and dynamic pressure changes in internal pressure of heart and aorta have been successfully monitored.

  65. 血管内低侵襲治療のための前方視超音波イメージャーの開発 査読有り

    陳 俊傑, 江刺正喜, 大城 理, 千原國宏, 芳賀洋一

    生体医工学 43 (4) 553-559 2005年12月

    DOI: 10.11239/jsmbe.43.553  

  66. 低侵襲医療のための光MEMS 査読有り

    芳賀洋一, 赤堀寛昌, 戸津健太郎, 和田 仁 江刺正喜

    レーザー研究 33 (11) 754-760 2005年11月

    DOI: 10.2184/lsj.33.754  

  67. Medical and welfare applications of shape memory alloy microcoil actuators 査読有り

    Y Haga, M Mizushima, T Matsunaga, M Esashi

    SMART MATERIALS AND STRUCTURES 14 (5) S266-S272 2005年10月

    出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD

    DOI: 10.1088/0964-1726/14/5/015  

    ISSN:0964-1726

    eISSN:1361-665X

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    We have successfully developed several mechanisms using Ti-Ni shape memory alloy (SMA) microcoil actuators, for example, a bending mechanism, an extension/contraction mechanism, a torsional mechanism and a stiffness control mechanism. The principles involved in these mechanisms and the structure of each mechanism are detailed, and medical and welfare applications are presented. One of the devices which has been developed is an active bending soft tube using an SMA microcoil actuator. Doctors can control the bending motion of the tip of the tube from outside the body. One application of this tube is the treatment of intestinal obstruction. The tube consists of a bending tip (external diameter, 6 mm; length, 40 mm) and a 3 m long silicone rubber tube. It enables easier and more reliable passage at the lower end of the stomach (pylorus). The maximum bending angle is 110 degrees. Another device we have developed using SMA microcoil actuators is a dynamic tactile pin display which displays Braille characters and graphic information by dynamic up-and-down movement of an array of pins. SMA microcoil actuators enable up-and-down movement of the pins and a magnetic latch mechanism keeps the pins in an up or down state. This two-dimensional pin display consists of 100 (10 x 10) pins with a pin pitch of 2.5 rum, the actuation length of each pin being 2 mm. The tactile information can be displayed sequentially every 0.3 s.

  68. Dynamic Braille display using SMA coil actuator and magnetic latch 査読有り

    Y Haga, W Makishi, K Iwami, K Totsu, K Nakamura, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 119 (2) 316-322 2005年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.sna.2004.10.001  

    ISSN:0924-4247

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    Braille points are varied arrangements of raised dots representing characters which are identified by touch by visually impaired people. A dynamic Braille display which presents Braille points by the up-and-down movement of pins using shape memory alloy (SMA) coil actuators and a magnetic latch has been developed. When the SMA coil actuator is heated by the flow of an electrical current, the compressed SMA extends, causing the pins to move up or down. The magnetic latch mechanism keeps the pins in an up or down state and solves the problem of heat storage and power consumption of the SMA actuator. Six Braille points (2 x 3) represent one character, the distances between the points being 2-3 mm. In order to fabricate a dense array of the SMA-actuated dynamic pins, Ni electroplating is utilized for batch forming of electrical connections between the SMA coil and the electrode on printed circuit boards. Displacement and latching power of each fabricated pin are sufficient for dynamic Braille. Sixteen pins representing two characters and two cursors are modularized to realize a line of dynamic Braille characters by lining up the modules. A control circuit and a driving circuit are mounted on each module to reduce the number of lead wires. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  69. Design and characteristics of large displacement optical fiber switch 査読有り

    MMI Bhuiyan, Y Haga, M Esashi

    IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS 41 (2) 242-249 2005年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JQE.2004.839681  

    ISSN:0018-9197

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    Plastic optical fiber (POF) is suitable for indoor local area network (LAN), for example, in-home or office networks, because of its flexibility and its ease of connection due to its relatively large core diameter. A 1 x 2 optical switch for indoor LAN using POF and a shape memory alloy (SMA) coil actuator with magnetic latches was successfully fabricated and tested. In this paper, the design concept and the characteristics of this switch are described. To achieve switching by the movement of a POF, large displacement is necessary because the core diameter is large (e.g., 0.486 mm). A SMA coil actuator is used for large displacement and a magnetic latching system is employed for fixing the position of the shifted POF. For this design, the insertion loss is 0.40 to 0.50 dB and crosstalk is more than -50 dB without index-matching oil. Switching speed is less than 0.5 s at a driving current of 80 mA. A cycling test was performed 1.4 million times at room temperature. Another optical fiber switch was fabricated and successfully actuated using plastic clad fiber (PCF). PCF also has a large core diameter (e.g., 0.20 mm) and optical switches using PCF will be useful for short distance networks between buildings.

  70. 形状記憶合金を用いた能動屈曲電子内視鏡 査読有り

    牧志 渉, 松永忠雄, 江刺正喜, 芳賀洋一

    第14回日本コンピュータ外科学会大会 59-60 2005年

  71. Ultra-miniature fiber-optic pressure sensor using white light interferometry 査読有り

    K Totsu, Y Haga, M Esashi

    JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 15 (1) 71-75 2005年1月

    出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD

    DOI: 10.1088/0960-1317/15/1/011  

    ISSN:0960-1317

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    We have developed a fiber-optic Fabry-Perot interferometric pressure sensor of 125 mum in diameter and a detection system for medical use. A Fabry-Perot cavity is formed at an optical fiber end. A deformation of the diaphragm of the Fabry-Perot cavity induced by pressure varies the cavity length. White light interferometry is used to avoid error and noise caused by bending of the optical fiber and fluctuation of the light source. The reflection light of the sensor cavity is detected by a commercial high-speed spectrometer. A pressure change has been detected by using the developed sensor system. Animal experiments using a goat have been carried out and dynamic pressure changes in the internal pressure of heart and aorta have been successfully monitored.

  72. Project artificial myocardium 査読有り

    YAMBE Tomoyuki, MATSUKI Hidetoshi, HAGA Yoichi, ESASHI Masayoshi, MARUYAMA Shigenao, TAKAGI Toshiyuki, HIGA Masaru, LUO Yun, SHIRAISHI Yasuyuki, YAMAGUCHI Tasuku, SHIBATA Mune-ichi, NITTA Shinichi, YOSHIZAWA Makoto, TANAKA Akira, ABE Ken-ichi, SATO Fumihiro

    Journal of Advanced Science 17 (1) 118-125 2005年

    出版者・発行元:Society of Advanced Science

    DOI: 10.2978/jsas.17.118  

    ISSN:0915-5651

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    Where is a place to be assisted for the patients with congestive heart failure? It is contraction of myocardium. We do not need to exchange the whole hearts. We started the ARTIFICIAL MYOCARDIUM development project. In the first step, pneumatic drive type artificial myocardium was developed. Next, development of an implantable type device was started. The animal experiment which studies the direct ventricle supporting effect by this motor was conducted. Although cardiac assistance of the right ventricle was enough as a result of repeating an animal experiment, the left ventricle supporting effect was inadequate. By such reason, we planned the development of an electrohydraulic driving system with grass fiber belt for fixation. The drive system with which it equipped between ribs controls silicon oil in our plan. Energy is supplied by transcutaneous energy transmission system from the outside of the body. As the results, this device is easily attached to the ventricle and the left ventricle and the right ventricle were able to be assisted as a result of the animal experiment. The cardiac output increased and blood pressure rose in the time series data during artificial myocardium support. Since this device is not a pump, it does not have a valve and does not have the risk of a thrombus, either. Therefore, it is also possible to implant in prevention to a slight heart failure patient. It is expected that it becomes an important artificial organ with a big market.

  73. 形状記憶合金を用いた腸閉塞治療用能動カテーテル 査読有り

    水島昌徳, 芳賀洋一, 戸津健太郎, 江刺正喜

    日本コンピュータ外科学会誌 6 (1) 23-29 2004年6月30日

    DOI: 10.5759/jscas1999.6.23  

  74. Three-axis magneto-impedance effect sensor system for detecting position and orientation of catheter tip 査読有り

    K Totsu, Y Haga, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 111 (2-3) 304-309 2004年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.sna.2003.11.018  

    ISSN:0924-4247

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    A catheter-based minimally invasive therapy requires real time information about the position and orientation of a catheter tip for safe operation. To decrease X-ray exposure and to provide 3D information for operators, a simple sensor system for detecting the position and orientation utilizing the earth's magnetic field and ac (10 kHz) magnetic field transmitted by a two-axis source coil is proposed. A 2 mm x 2 mm x 3 mm three-axis MI sensor (Magneto-Impedance effect sensor) fabricated on a polymer structure for measuring the earth's magnetic field and the ac magnetic field is mounted on the catheter tip. The advantages of this sensor are: (1) small size; (2) high sensitivity; (3) retaining of through hole. The position and orientation is calculated and the obtained information of the position and orientation of the catheter tip is superimposed on the 3D map of the blood vessel captured in advance. A measurement in a blood vessel model has been performed and the calculated position and orientation image has been superimposed on the 3D graphic image of the blood vessel. The sensor system obviously indicated where the catheter tip was in the "y" shape blood vessel model. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

  75. 形状記憶合金アクチュエータを応用した人工食道開発 査読有り

    山家智之, 堀, 義生, 渡辺, 誠, 白石泰之, 井口篤志, 田林胱一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤 誠, 田中, 明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅 雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 仁田新一, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 宮田 剛, 里見, 進, 本間, 大, 前田 剛

    日本AEM学会誌 12 (2) 94-99 2004年3月

  76. Biomedical microsystems for minimally invasive diagnosis and treatment 査読有り

    Y Haga, M Esashi

    PROCEEDINGS OF THE IEEE 92 (1) 98-114 2004年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JPROC.2003.820545  

    ISSN:0018-9219

    eISSN:1558-2256

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    Great significant progress has been made in the development of biomedical microdevices in recent years, and these devices are, now playing an important role in diagnosis and therapy. This paper presents a review of applications of microelectromechanical systems (MEMS) devices for in vivo diagnosis and therapy, and endoscopic and catheter-based interventions. MEMS technology has enabled the further development of advanced biomedical microdevices for use in the human body by integration of sensors, actuators, and electronics into small medical devices for use in the body. In this paper we discuss three categories of such devices: navigation systems, sensors and actuators for catheters and endoscopes, and other minimally invasive techniques. A brief introduction to principles, device structures, packaging, and related issues is presented.

  77. Biomedical microsystems for minimally invasive diagnosis and treatment 査読有り

    Y Haga, M Esashi

    PROCEEDINGS OF THE IEEE 92 (1) 98-114 2004年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JPROC.2003.820545  

    ISSN:0018-9219

    eISSN:1558-2256

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    Great significant progress has been made in the development of biomedical microdevices in recent years, and these devices are, now playing an important role in diagnosis and therapy. This paper presents a review of applications of microelectromechanical systems (MEMS) devices for in vivo diagnosis and therapy, and endoscopic and catheter-based interventions. MEMS technology has enabled the further development of advanced biomedical microdevices for use in the human body by integration of sensors, actuators, and electronics into small medical devices for use in the body. In this paper we discuss three categories of such devices: navigation systems, sensors and actuators for catheters and endoscopes, and other minimally invasive techniques. A brief introduction to principles, device structures, packaging, and related issues is presented.

  78. Artificial myocardium with an artificial baroreflex system using nano technology 査読有り

    T Yambe, Y Shiraishi, M Yoshizawa, A Tanaka, K Abe, F Sato, H Matsuki, M Esashi, Y Haga, S Maruyama, T Takagi, Y Luo, E Okamoto, Y Kubo, M Osaka, S Nanka, Y Saijo, Y Mibiki, T Yamaguchi, M Shibata, S Nitta

    BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY 57 (1) 122S-125S 2003年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER FRANCE-EDITIONS SCIENTIFIQUES MEDICALES ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.biopha.2003.08.016  

    ISSN:0753-3322

    eISSN:1950-6007

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    Where is the place which should be helped in a patient with congestive heart failure? The answer may be contraction of the heart. At Tohoku University, development research of "the artificial myocardium" has been conducted, using a ball screw type electromagnetic motor. Furthermore, super-miniaturization is being attempted at present. Thus, a system with shape memory alloy is being developed. The cooling speed problem was solved by the application of the Peltier element. A drive at a speed equal to that of a heartbeat was realized by the application of this system. At present, a ventricular assist device is used for patients waiting for a heart transplant in Japan. An air driven type system disturbs a patient's QOL remarkably because it is connected to the drive device. With our concept, energy is provided by using the electromagnetic force from outside of the body by the use of transcutaneous energy transmission system. Magnetic shielding by amorphous fibers was used at Tohoku University to improve the total efficiency. A natural heart can alter the cardiac output corresponding to the demand. Artificial internal organs must participate in the system of the living body, too. Tohoku University has developed a resistance based artificial heart control algorithm, which simulated a baroreflex system to cope with every demand. Nano level sensing equipment is now under development at Tohoku University. At present, development is being conducted aiming at an "intelligent artificial myocardium". (C) 2003 Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS. All rights reserved.

  79. Artificial myocardium with an artificial baroreflex system using nano technology. 査読有り

    Yambe T, Shiraishi Y, Yoshizawa M, Tanaka A, Abe K, Sato F, Matsuki H, Esashi M, Haga Y, Maruyama S, Takagi T, Luo Y, Okamoto E, Kubo Y, Osaka M, Nanka S, Saijo Y, Mibiki Y, Yamaguchi T, Shibata M, Nitta S

    Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie 57 Suppl 1 122s-125s 2003年10月

    ISSN:0753-3322

  80. Batch fabrication of intravascular forward-looking ultrasonic probe 査読有り

    Y Haga, M Fujita, K Nakamura, CJ Kim, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 104 (1) 40-43 2003年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/S0924-4247(02)00480-6  

    ISSN:0924-4247

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    An intravascular forward-looking ultrasonic probe has been fabricated using batch fabrication. This probe consists of eight separated elements ring array 1-3 composite transducer and a backing made from conductive epoxy. The conductive epoxy backing works not only acoustic dumping material but also electrical interconnection. Almost same impedance properties and pulse-echo waveform from each of the eight elements have been measured. Reflected pulse-echo by an acrylic plate placed at appropriately 4.5 mm front of the probe has been detected from each of the eight transducer elements in water. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  81. 非平面フォトファブリケーションによる形状記憶合金パイプからのアクチュエータ作製 査読有り

    峯田貴, 芳賀洋一, 江刺正喜

    電気学会論文誌E 123 (5) 158-162 2003年3月

    DOI: 10.1541/ieejsmas.123.158  

  82. Bach fabrication of microlens at the end of optical fiber using self-photolithgraphy and etching techniques 査読有り

    Phan Ngoc Minh, Takahito Ono, Yoichi Haga, Kazumi Inoue, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane, Masayoshi Esashi

    Optical Review 10 (3) 150-154 2003年

    DOI: 10.1007/s10043-003-0150-4  

    ISSN:1340-6000

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    This paper describes a simple batch process for fabrication of microlens and microlens array at the end of an optical fiber or an optical fiber bundle using self-photolithography and etching techniques. A photoresist micro-cylinder was exactly formed at the core of the fiber end by exposing an UV light from the other end of the fiber and conventional development, rinse processes. A photoresist microlens was formed by thermal reflowing of the fiber at 170°C for 1 h. A measurement of transmissivity showed that the fabricated photoresist microlens is applicable for a wavelength that is longer than 450 nm. Alternatively, a glass microlens was fabricated at the core of the fiber by dry etching with an SF6 gas using the photoresist microlens as a mask. The focusing of the lensed fiber was confirmed and simulation work showed that the lensed fiber could focus the light with a beam spot of 2 μm. numerical aperture (NA) of 0.285 and a depth of focus of 16 μm.

  83. An active guide wire with shape memory alloy bending actuator fabricated by room temperature process 査読有り

    T Mineta, T Mitsui, Y Watanabe, S Kobayashi, Y Haga, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 97-8 632-637 2002年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/S0924-4247(02)00021-3  

    ISSN:0924-4247

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    An active guide wire of 0.5 mm outer diameter has been developed. The guide wire has a simple and flexible structure that consists of a NiTi shape memory alloy (SMA) bending actuator with meandering shape and a bias coil that is covered with thin polyurethane, tube. It can bend to one-direction by heating with electric current and is restored by the bias coil. Large current was necessary to bend the guide wire in water, however, it could bend over 60degrees. The rise of the surface temperature of the guide wire was less than 5 degreesC in water. The SMA bending actuator has been photo-fabricated from a flatten SMA sheet which was spread flat after it was memorized in curve-shape. In order to fabricate the actuator below the transition temperature of the SMA. a room temperature photo-fabrication process has been also developed. 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  84. Hybrid optical fiber-apertured cantilever near-field probe 査読有り

    Phan Ngoc Minh, Takahito Ono, Hisashi Watanabe, Seung Soup Lee, Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    Applied Physics Letters 79 (19) 3020-3022 2001年11月5日

    DOI: 10.1063/1.1416475  

    ISSN:0003-6951

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    In this letter, we propose a hybrid optical fiber-apertured cantilever probe for optical near-field applications. A thermal SiO2 cantilever beam with a SiO2 pyramidal tip was formed by Si micromachining technique and bonded with an optical fiber using a polyimide adhesive layer. A subwavelength aperture at the apex of the SiO2 tip was formed by etching the SiO2 in a buffered-HF solution. Optical near-field imaging in contact mode was observed with the fabricated probe. The probe could work in contact mode because the cantilever at the end of the fiber can flexibly move on the sample surface. By detecting the far-field light which is reflected-back by the tip of the cantilever, the vibration of the cantilever was observed using the probe itself. With the proposed structure, a hybrid fiber bundle-apertured cantilever array is feasible for application in parallel near-field processing or data storage. © 2001 American Institute of Physics.

  85. Development of Active Catheter, Active Guide Wire and Micro Sensor Systems 査読有り

    Y. Haga, T. Mineta, K. Totsu, W. Makishi, M. Esashi

    Interventional Neuroradiology 7 (1) 125-130 2001年7月

    ISSN:1123-9344

  86. Batch fabricated flat meandering shape memory alloy actuator for active catheter 査読有り

    T. Mineta, T. Mitsui, Y. Watanabe, S. Kobayashi, Y. Haga, M. Esashi

    Sensors and Actuators, A: Physical 88 (2) 112-120 2001年2月15日

    出版者・発行元:Elsevier Sequoia SA

    DOI: 10.1016/S0924-4247(00)00510-0  

    ISSN:0924-4247

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    We have developed a new batch fabrication process of a shape memory alloy (SMA) sheet based on electrochemical pulse etching with a sacrificial dummy metal layer. The method has realized a throughout micromachining of the SMA sheet. Using the new batch fabrication process, flat meandering S-shape SMA actuators of 38 μm in thickness have been developed. The actuators whose widths were narrower than 290 μm could generate the forces over 75 mN. The batch fabrication process was also applied to a micromachining of NiTi super elastic alloy (SEA) helical coils. A small outer diameter active catheter was developed by using the flat meandering SMA actuators of 290 μm in width and the SEA helical coil of about 460 μm in outer diameter. The outer diameter of the catheter without an outer tube was 0.8 mm. A silicon rubber outer tube of 75 μm in wall thickness was put on the catheter, nevertheless, the outer diameter was smaller than 1 mm. The bending angle of the developed active catheter without the outer tube was about 50° at heating current of 60 mA. The bending angle tended to be lower after the outer tube was put on, however, the catheter with outer tube could be bent to the angle of 35°.

  87. 形状記憶合金コイルを用いた細径能動カテーテル 査読有り

    芳賀洋一, 江刺正喜

    電気学会論文誌E 120 (11) 509-514 2000年11月

    出版者・発行元:The Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.509  

    ISSN:1341-8939

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    In recent years, catheter-based interventional diagnosis and therapy have become increasingly popular. However, the operation of the catheter requires certain human skill because conventional catheters can not bend actively for steering. For the bending motion, we have developed active catheters which has many joints of Shape Memory Alloy (SMA) coil actuators in order to move like a snake. Polymer link active catheter which has link structures between the joints, and linkless type active catheters which have no joint were developed. Linkless outskeletal active catheters which have SMA coils inside the linter coil were also developed. This is suitable for practical use in a human body because of its small heat dissipation from the surface.

  88. カテーテル先端の位置・姿勢を検出する磁気センサシステム 査読有り

    戸津 健太郎, 芳賀 洋一, 江刺 正喜

    電気学会論文誌E 120 (5) 211-218 2000年5月

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.211  

  89. 細径能動カテーテルのための螺旋骨格薄肉チューブ 査読有り

    芳賀洋一, 前田重雄, 江刺正喜

    電気学会論文誌E 120 (8/9) 426-431 2000年4月

    出版者・発行元:The Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.426  

    ISSN:1341-8939

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    New fabrication method of small diameter tubular structures which are suitable for active catheters and active guide wires was developed. These tubular structures consist of metal spring coil and evaporated parylene membrane. An anticoagulant polyurethane is used as outer membrane structure. Fabrication process is simple and the fabricated tubes are kink-free and buckling-free in spite of its flexibility and thin wall.

  90. Micromachined 125um(<--μm) Diameter Ultra Miniature Fiber-Optic Pressure Sensor for Catheter 査読有り

    T. Katsumata, Y. Haga, K. Minami, M. Esashi

    Trans. IEE of Japan 120-E (2) 58-63 2000年3月

    出版者・発行元:The Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.58  

    ISSN:1341-8939

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    A miniaturized fiber-optic pressure sensor 125μm in diameter has been developed for the measurement in human body [1]. The sensing element is fabricated by micromachining, and attached to the end of an optical fiber using polyimide adhesive layer. A Fabry-Perot interferometer is constituted of a half-mirror at the fiber end and a reflection mirror on the movable thin diaphragm. The intensity of the light reflected at the interferometer is modulated by the pressure, because the optical path difference between the two mirrors of the interferometer varies with the displacement of the diaphragm in dependence on the pressure.

  91. 屈曲、ねじれ、伸長能動カテーテルの電気めっきによる組み立て 査読有り

    芳賀洋一, 江刺正喜

    電気学会論文誌E 120 (11) 515-520 2000年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.515  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

  92. Active Catheter Using Multi-Link-Joint Structure Fabricated in Silicon Wafer 査読有り

    Takashi Mineta, Yoshiyuki Watanabe, Seiya Kobayashi, Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 119 (12) 615-619 1999年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.119.615  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

    eISSN:1347-5525

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    An active catheter using silicon multi-link-joint structure has been developed. This catheter has a function of controllable bending motion like a snake by incorporation of distributed shape memory alloy (SMA) coil actuators and restoring silicon springs. The mechanical structure that consists of links and connecting bendable beams was fabricated in silicon wafers by using bulk micromachining technique. This method has an advantage that plural catheters can be fabricated by batch process. © 1999, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.

  93. FRACTAL DIMENSION ANALYSIS OF THE OSCILLATED BLOOD-FLOW WITH A VIBRATING FLOW PUMP 査読有り

    T YAMBE, T SONOBE, S NAGANUMA, S KOBAYASHI, S NANKA, H AKIHO, Y KAKINUMA, M MITSUOKA, S CHIBA, N OHSAWA, Y HAGA, K IDUTSU, S NITTA, T FUKUJU, M MIURA, N UCHIDA, N SATO, K TABAYASHI, A TANAKA, N YOSHIZUMI, K ABE, M TAKAYASU, H TAKAYASU, M YOSHIZAWA, T MAEKAWA, H HASHIMOTO

    ARTIFICIAL ORGANS 19 (7) 729-733 1995年7月

    出版者・発行元:BLACKWELL SCIENCE PUBL INC CAMBRIDGE

    ISSN:0160-564X

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    To analyze the hemodynamic parameters during circulation with oscillated blood flow, nonlinear mathematical analyzing techniques, including fractal theory, were utilized, Vibrating flow pumps (VFP) were implanted as a left heart bypass, and the ascending aorta was clamped to constitute the total left heart circulation with oscillated blood flow in acute animal experiments using 7 adult goats. Using nonlinear mathematical analyzing techniques, reconstructed attractors of the arterial blood pressure waveform in the phase space during natural circulation and oscillated circulation were analyzed, Using the Grassberger-Procaccia correlation dimension analyzing technique, fractal dimension analysis of the reconstructed attractor was performed. During VFP bypass, lower fractal dimensions of the reconstructed attractor were shown compared with those during natural heart circulation. The results suggest that lower dimensional chaotic dynamics contributed to the circulation with oscillated blood flow.

  94. 「脈診」における決定論的カオス 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 高橋和彦, 密岡幹夫, 千葉茂樹, 薗部太郎, 西條芳文, 永沼 滋, 柿沼義人, 井筒憲司, 永沼 徹, 小林信一, 佐々木英彦, 芳賀洋一, 南家俊介, 大沢 上, 田中元信, 吉沢 誠, 小出 訓, 阿部健一, 竹田 宏, 高島 充, 佐藤由樹, 渥美和彦

    自律神経 31 85-91 1994年4月

  95. 人工心臓による循環は決定論的カオスの法則に従うか?

    山家智之, 仁田新一, 薗部太郎, 永沼滋, 秋保洋, 柿沼義人, 小林信一, 芳賀洋一, 井筒憲司, 南家俊介, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦誠, 内田直樹, 佐藤尚, 毛利平, 小出訓, 阿部健一, 竹田宏, 吉澤誠, 阿部裕輔, 井街宏, 鎮西恒雄, 満渕邦彦, 藤正厳

    人工臓器 23 (3) 545-550 1994年4月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.23.545  

    ISSN:0300-0818

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    人工心臓による循環が生体にとって生理的といえるのか、要素還元法的な解析ではなく全体論的な解析を加えることを目的としてカオス理論による検討を行なった。成山羊を用い、両心バイパス方式に補助人工心臓を2つ装着した。血行動態時系列曲線を4次元位相空間に埋め込んだ後、 3次元位相空間内に投影して位相力学的な解析を加え、リアプノフ指数の解析によりカオスの判定を行なった。その結果、人工心臓循環下における動脈圧のアトラクターは4次元位相空間内に埋め込み可能であり、トポロジカルには三角形のトーラスを基本構造とした2次元に近い力学構造を持っているものと考えられた。更にリアプノフ指数の解析により、このアトラクターはカオスの特徴を保持していることが示された。カオス的なシステムはある程度外乱に強いフレキシブルなシステムを具現化し得ると報告されており、人工心臓による循環がこのような柔軟性を保持し得る可能性が示唆された。

  96. Evaluation of the air driven pump chamber used in the ventricular assist device by hydrodynamic analysis of the prosthetic valve 査読有り

    TOMOYUKI YAMBE, SHIN-ICHI NITTA YOSHIAKI, KATAHIRA TAROH, SONOBE YOSHIFUMI SAIJOH SHIGERU, NAGANUMA HIROSHI AKIHO YOSHITO, KAKINUMA HIDEHIKO SASAKI KENJI IZUTSU, YUH-ICHI KIKUCHI SHIN-ICHI, KOBAYASHI, YOU-ICHI HAGA MOTONAO TANAKA MAKOTO MIURA NAOSHI SATO HITOSHI, MOHRI MAKOTO, YOSHIZAWA HIROSHI, TAKEDA TOSHIO, NAGASE AKIRA FUKUTOME, RYUHICHIRO YOTA

    Artificial Organs Today 2 (4) 279-285 1993年10月

  97. Identification of the Deterministic Chaos in Cardiovascular Dynamics by the Use of the Non-Linear Mathematics 査読有り

    Tomoyuki Yambe, Shin-ichi Nitta Taro Sonobe, Shigeru Naganuma, Shin-ichi Kobayashi, Yoh-ichi Haga Motonao, Tanaka Takeo Fukuju Makoto Miura, Naoshi Sato, Hitoshi Mohri Makoto Yoshizawa Satoshi, Koide Kouhei Tamura, Hiroshi Takeda

    Science of Reports of the Research Institutes Tohoku University Series C 39 1-5 1993年3月

  98. 可逆性心筋虚血回復過程における左心補助の有効性 - V0およびEmaxの経時的変動の検討 査読有り

    柿沼義人, 仁田新一, 片平美明, 山家智之, 薗部太郎, 永沼滋, 秋保洋, 井筒憲司, 小林信一, 芳賀洋一, 田中元直, 三浦誠, 佐藤尚, 毛利平, 竹田宏, 吉澤誠

    人工臓器 22 (3) 718-723 1993年3月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.718  

    ISSN:0300-0818

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    stunned myocardiumに対する左心補助人工心臓(LVAD)の治療的有効性を検討するために、従来われわれは、左心室圧―容量曲線(P-Vcurve)におけるVoが不変と仮定し、Emaxの変化より評価検討を行なってきた。しかし、循環動態の変化に伴いVoが変化する可能性があり、その変化に対する検討が必要と考えられた。そこで今回―過性心筋虚血モデルを作成し、counter-pulsation modeでの補助下で急性左心バイパス実験を行なった。3つの異なった状態において、VoおよびEmaxを実際に求め、検討を加えた。その結果Voの変化はわずかであり、Emaxの変化に比べて軽度であった。したがって、Emaxの経時的変化を捉えるうえで、Voの変化は特に問題とならない程度であり、連続的な心機能の評価法として、本法は有用と考えられた。

  99. 人工心臓を用いた生体時系列曲線の揺らぎの成因に関する実験的研究 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 片平美明, 薗部太郎, 永沼滋, 秋保洋, 柿沼義人, 小林信一, 芳賀洋一, 井筒憲司, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦誠, 内田直樹, 佐藤尚, 毛利平, 小出訓, 竹田宏, 吉沢誠

    人工臓器 22 (3) 754-759 1993年3月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.754  

    ISSN:0300-0818

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    生体の血行動態の時系列曲線には低周波領域における周期性変動(揺らぎ)が認められることが知られている。これらの成因について解析を加えるため、生体の循環制御系から独立であり、周期性変動を持たない人工心臓を用いて検討を行なった。自然心臓を持つ循環系との比較のため、両心バイパス方式の完全人工循環を用い、成山羊を用いた慢性動物実験を行なった。その結果、人工心臓のみにて全身の循環を維持した際の血行動態にも、自然心臓を持つ山羊と同様の周波数帯域にMayer wave変動成分及び呼吸性変動成分が認められた。関連度関数及び伝達関数の解析により、Mayer wave変動成分は末梢血管抵抗に依存し、呼吸性変動成分は呼吸運動による肺循環の周期性変動に依存していることが推測された。従って循環動態の時系列曲線における揺らぎは、末梢循環及び肺循環の周期性変動を発振源として発生している可能性が示唆された。

  100. 電磁駆動式振動流ポンプを応用した人工心肺シ ステムの脳動脈血流量に与える影響に関する実験的研究 査読有り

    小林信一, 仁田新一, 片平美明, 山家智之, 薗部太郎, 永沼滋, 柿沼義人, 秋保 洋, 芳賀洋一, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦誠, 佐藤尚, 毛利平, 橋本弘之, 葛西 毅, 桧山浩国, 若井秀二, 吉澤誠

    人工臓器 22 (3) 915-920 1993年3月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.915  

    ISSN:0300-0818

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    我々はこれまで、生体には認められない高周波数域の振動流を発生する電磁駆動式振動流ポンプ(VFP: Vibrating Flow Pump)を用いた人工心臓システムを開発してきた。本研究では、高周波振動流が体血流分布に与える影響について検討を加えるため、吸入麻酔下に成山羊を開胸し、右心房脱血・胸部下行大動脈送血による心肺バイパス実験系を作成した。VFPの周波数を変化させ、総頸動脈血流量(CAF: Carotid Arterial Flow)を計測し、ローラーポンプと比較した。その結果、VFPの駆動周波数を10Hzにした場合、全末梢血管抵抗(TPR: Total Periphral Resistance)、頸動脈抵抗(CAR: Carotid Arterial Resistance)が共に減少傾向を示したのに対し、30HzにおいてはCARが単独で減少傾向を示した。従って、血流の周波数成分により体血流分布の変化がもたらされる可能性が示唆された。

  101. Power spectral analysis of rhythmical fluctuations in hemodynamic parameters during prosthetic high frequency blood flow 査読有り

    T. Yambe, S. Nitta, T. Sonobe, S. Naganuma, Y. Kakinuma, S. Kobayashi, Y. Haga M, Tanaka, T. Fukuju, M. Miura, N. Sato, H. Mohri, M. Yoshizawa, S. Koide, H. Takeda, H. Hiyama, M. Aoki, T, Kasai, H. Hashimoto

    Artificial Organs Today 3 99-105 1993年2月

  102. Estimation of the ventricular assist device during condition from the neurophysiological point of view 査読有り

    TOMOYUKI YAMBE, SHIN-ICHI NITTA YOSHIAKI, KATAHIRA TAROH, SONOBE SHIGERU, NAGANUMA HIROSHI MATSUZAWS HIROSHI AKIHO, SHIGEKI CHIBA YOSHITO KAKINUMA KENJI IZUTSU, YUH-ICHI KIKUCHI SHIN-ICHI, KOBAYASHI, YOU-ICHI HAGA MOTONAO TANAKA MAKOTO MIURA NAOSHI SATO HITOSHI, MOHRI MAKOTO YOSHIZAWA, HIROSHI TAKEDA

    Artificial Organs Today 2 309-316 1993年1月

  103. 東北大学型補助人工心臓における内面処理による抗血栓性の向上 査読有り

    仁田新一, 山家智之, 片平美明, 薗部太郎, 永沼 滋, 柿沼義人, 井筒憲司, 小林信一, 芳賀洋一, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平

    抗酸菌病研究所雑誌 44 (3) 309-313 1992年11月

  104. 決定論的カオスと人工心臓 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 片平美明, 薗部太郎, 永沼 滋, 柿沼義人, 小林信一, 芳賀洋一, 井筒憲司, 永沼 徹, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 和泉恭一郎, 小出 訓, 竹田 宏, 吉沢 誠

    抗酸菌病研究所雑誌 44 (3) 315-322 1992年11月

  105. 線形システム解析による人工心臓制御 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 片平美明, 薗部太郎, 永沼 滋, 柿沼義人, 小林信一, 芳賀洋一, 井筒憲司, 永沼 徹, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 和泉恭一郎, 小出 訓, 竹田 宏, 吉沢 誠

    抗酸菌病研究所雑誌 44 (3) 323-336 1992年11月

  106. 機械的補助循環がstunned myocardiumにおける自律神経機能に与える影響 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 片平美明, 薗部太郎, 永沼 滋, 柿沼義人, 小林信一, 芳賀洋一, 井筒憲司, 永沼 徹, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 和泉恭一郎, 小出 訓, 竹田 宏, 吉沢 誠

    抗酸菌病研究所雑誌 44 (3) 337-343 1992年11月

  107. 高速振動流が自律神経機能に与える影響 査読有り

    山家智之, 仁田新一, 片平美明, 薗部太郎, 永沼 滋, 柿沼義人, 秋保 洋, 井筒憲司, 小林信一, 芳賀洋一, 松澤 浩, 田中元直, 福寿岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 和泉恭一郎, 小出 訓, 竹田 宏, 橋谷 浩, 吉沢 誠, 檜山浩国, 葛西 毅, 橋本弘之

    人工臓器 21 (5) 1390-1394 1992年5月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.21.1390  

    ISSN:0300-0818

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    われわれは生体には認められない高速振動流を発生する電磁駆動振動ポンプ(VFP)を応用した人工心臓を開発してきた. 本研究においては, VFPの発生する高速振動流が自律神経機能に与える影響について検討を加えるため, 動脈圧の経時的変動を, スペクトル解析法を用いて評価した. 成山羊を用い, 静脈麻酔下に, 左開胸を行い, 左房脱血, 下行大動脈送血方式にてVFPを装着し, 上行大動脈を遮断して完全左心バイパスとした. 左房圧, 動脈圧, 肺動脈流量を計測し, FFTを用いて周波数解析を行い, パワースペクトルを得た. その結果, 高速振動流下においては, 呼吸性変動成分は有意の影響を受けなかったが, Mayer wave変動成分は有意に減少していた. したがって高速振動流という特殊な循環動態が全身麻酔下においても自律神経機能を介した循環系制御システムに影響を与えている可能性が示唆された.

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MISC 177

  1. 体腔内手術における対象臓器と手技を考慮したデバイス設計支援シミュレータ

    後藤彰汰, 鶴岡典子, 芳賀洋一

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web) 62nd 2023年

  2. 体腔内手術における対象臓器と手技を考慮したデバイス設計支援シミュレータ

    後藤彰汰, 鶴岡典子, 芳賀洋一, 芳賀洋一

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web) 62nd 2023年

  3. 超音波によるキャビテーションを利用した粘膜組織からの細胞採取デバイス—Cell Collection Device from Mucosal Tissue Using Cavitation Caused by Ultrasound Irradiation

    葉 煬, 上地 達哉, 鶴岡 典子, 明石 真, 芳賀 洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 = Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery / 日本コンピュータ外科学会 編 24 (4) 217-225 2023年1月

    出版者・発行元:日本コンピュータ外科学会

    ISSN:1344-9486

  4. Micro-Robotic Medical Tools Employing SMA Actuators for Use in the Human Body

    Yoichi Haga, Takashi Mineta, Tadao Matsunaga, Noriko Tsuruoka

    JOURNAL OF ROBOTICS AND MECHATRONICS 34 (6) 1233-1244 2022年12月

    出版者・発行元:FUJI TECHNOLOGY PRESS LTD

    DOI: 10.20965/jrm.2022.p1233  

    ISSN:0915-3942

    eISSN:1883-8049

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    Several micro-robotic medical tools, including catheters, guide wires, and endoscopes, employing shape memory alloy (SMA) actuators have been proposed and developed for use in the human body. This paper describes the basic principle of SMAs and the characteristics of several mechanisms, such as unidirectional bending, multi-directional bending, torsional movement, extension, and stiffness control. Moreover, some medical applications, such as insertion assistance and endoscopic and laser positioning, are described.

  5. 陰圧駆動可能な2層型気泡除去機能付き酵素電極センサによる連続的成分濃度計測—Continuous concentration monitoring using enzyme electrode sensor with two layer bubble removal flow channel which can be used in negative pressure system

    鶴岡 典子, 継枝 健太, 芳賀 洋一

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 39 6p 2022年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  6. 光干渉を用いた手術ロボット用小型力センサの一括作製—Batch fabrication of miniature force sensors using optical interference for surgical robots

    樫村 祐貴, 鶴岡 典子, 芳賀 洋一

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 39 6p 2022年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  7. 皮内生体成分計測を目指した光導波路付き極低侵襲針の窓形状の違いによる性能比較—Performance comparison depends on optical window shape of minimally invasive needle with optical waveguides for measuring subepidermal biological substances

    森 啓悟, 鶴岡 典子, 芳賀 洋一

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 39 6p 2022年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  8. 陰圧駆動可能な2層型気泡除去機能付き酵素電極センサの気泡除去機能評価—Bubble removal evaluation of enzyme electrode sensor with two-layer bubble removal flow channel which can be used in negative pressure system—ケミカルセンサ研究会 【E部門総合研究会】ケミカル・バイオセンサとそのプロセス技術および一般

    鶴岡 典子, 継枝 健太, 芳賀 洋一

    電気学会研究会資料. CHS = The papers of technical meeting on "chemical sensor", IEE Japan 2022 (20-35) 33-38 2022年6月

    出版者・発行元:電気学会

  9. 皮内生体成分計測を目指した光導波路付き極低侵襲針の作製及び導光評価—Fabrication and light guiding evaluation of minimally invasive needle with optical waveguides for measuring subepidermal biological substances—マイクロマシン・センサシステム研究会 E部門総合研究会 マイクロマシン・センサシステムとそのプロセス技術および一般

    森 啓悟, 鶴岡 典子, 芳賀 洋一

    電気学会研究会資料. MSS 2022 (26-44) 63-68 2022年6月

    出版者・発行元:電気学会

  10. DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED IRRIGATION SYSTEM SYNCHRONIZED WITH AN ULTRA-MINIATURE FIBER-OPTIC PRESSURE SENSOR FOR REGULATING INTRAPELVIC PRESSURE DURING URETEROSCOPY: AN EX VIVO PRECLINICAL STUDY

    Takashi Yoshida, Tadao Matsunaga, Noriko Tsuruoka, Hidefumi Kinoshita, Youichi Haga

    JOURNAL OF UROLOGY 207 (5) E531-E532 2022年5月

    出版者・発行元:LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS

    ISSN:0022-5347

    eISSN:1527-3792

  11. 超音波によるキャビテーションを利用した粘膜組織からの細胞採取デバイス

    Yang Ye, 上地達哉, 鶴岡典子, 明石真, 芳賀洋一, 芳賀洋一

    日本コンピュータ外科学会誌(Web) 24 (4) 2022年

    ISSN:1884-5770

  12. 陰圧駆動可能な2層型気泡除去機能付き酵素電極センサの気泡除去機能評価

    鶴岡典子, 継枝健太, 芳賀洋一

    電気学会研究会資料(Web) (CHS-22-020-035) 2022年

  13. 皮内生体成分計測を目指した光導波路付き極低侵襲針の作製及び導光評価

    森啓悟, 鶴岡典子, 芳賀洋一

    電気学会研究会資料(Web) (MSS-22-026-044) 2022年

  14. 超音波血管径センサを用いた血圧の推定

    FAN Wenfei, 永島史也, 鶴岡典子, 芳賀洋一, 芳賀洋一

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web) 61st 2022年

  15. 皮膚微小還流システムのための気泡除去流路の作製と気泡の除去性能評価—Fabrication and bubble removal function evaluation of bubble removal flowchannel for skin microperfusion system

    継枝 健太, 鶴岡 典子, 芳賀 洋一

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 38 6p 2021年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  16. 超音波照射による微細振動およびキャビテーションを利用した細胞採取デバイス

    YANG Ye, 芳賀洋一, 鶴岡典子, 明石真

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web) 60th 2021年

  17. 内部配線,電子部品を有した内視鏡用非平面微細部品

    JIANG Cheng, 鶴岡典子, 芳賀洋一

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web) 60th 2021年

  18. バイオニックヒューマノイドによる医療革命

    原田香奈子, 原田香奈子, 松永忠雄, 芳賀洋一, 光石衛, 丸山央峰, 新井史人

    光技術コンタクト 56 (11) 25‐31 2018年11月20日

    ISSN:0913-7289

  19. 光ファイバを用いた微細モジュール式力覚センサによる把持力測定を可能とするロボット鉗子の開発

    中塚俊樹, 松永忠雄, 芳賀洋一, 北畠新太郎, 高山隆志, 原田香奈子, 光石衛, 荒田純平

    日本コンピュータ外科学会誌 20 (4) 295‐296-296 2018年10月26日

    出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会

    ISSN:1344-9486

  20. 3Dプリンタを用いたPVA‐H血管モデル作製用複合機の開発(第一報)

    長野凌太, 清水康智, 吉田洋, 松永忠雄, 葛迫淳一, 木原信宏, 芳賀洋一, 太田信

    日本シミュレーション外科学会会誌 26 (2) 127-127 2018年10月

    出版者・発行元:日本シミュレーション外科学会

    ISSN:1348-6918

  21. 内視鏡観察機能を有した細径チューブ形状神経電極の作製と電気的特性評価

    池田尚人, LU Wenguang, 松永忠雄, 鶴岡典子, 虫明元, 小山内実, 大城朝一, 芳賀洋一

    電気学会研究会資料 (MSS-18-007-015.017.019-029) 11‐14 2018年7月12日

  22. 超音波振動子と微細針を組み合わせた体表からの極低侵襲細胞採取デバイス

    YE Yang, 上地達哉, 鶴岡典子, 松永忠雄, 芳賀洋一

    電気学会研究会資料 (MSS-18-007-015.017.019-029) 77‐81 2018年7月12日

  23. 光ファイバを用いた微細モジュール式力覚センサ

    中塚俊樹, 新田達也, 川端友徳, 松永忠雄, 芳賀洋一, 北畠新太郎, 高山隆志, 原田香奈子, 光石衛, 荒田純平

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM) 2018 ROMBUNNO.1P1‐J02 2018年6月1日

  24. 光ファイバ圧センサを搭載した脳べらの作製と脳モデルを用いた脳圧排圧評価

    川端友徳, 松永忠雄, 森田明夫, 黒江聡嗣, 鶴岡典子, 原田香奈子, 原田香奈子, 芳賀洋一

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM) 2018 ROMBUNNO.1P1‐K06 2018年6月1日

  25. バイオニックヒューマノイド搭載のための血管モデルの開発

    清水康智, YU Kaihong, TUPIN Simon, 吉田洋, 松永忠雄, 益田泰輔, 金太一, 庄島正明, 芳賀洋一, 新井史人, 原田香奈子, 原田香奈子, 太田信

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM) 2018 ROMBUNNO.1P1‐J03 2018年6月1日

  26. 経尿道的尿路結石破砕術のためのレーザ照射位置制御機構

    太刀岡俊樹, 松永忠雄, 棚橋善克, 鶴岡典子, 芳賀洋一, 芳賀洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 20 (2) 77‐85-85 2018年5月31日

    出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会

    DOI: 10.5759/jscas.20.77  

    ISSN:1344-9486

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    軟性尿管鏡を用いた経尿道的尿管結石破砕術(f-TUL)に広く用いられる内視鏡である、URF TYPE Vでの使用を前提とし、f-TULのための能動屈曲機構を作製し、腎盂・腎杯モデルを用いて評価した。屈曲方向に合わせて着色した赤黒青の3種類の色は、内視鏡視野内で容易に判別することができ、3方向に独立して駆動できることを確認した。屈曲機構の内視鏡からの突き出し量は約7mm、内視鏡先端からターゲットまでの距離は約14mmであった。内視鏡の彎曲角を保持した状態で、屈曲機構を作動させ、屈曲機構を回転させた際に約90°までは徐々に屈曲機構シャフト部がねじれ、反対方向へのトルクがかかる感触が感じられたが、ゆっくりと回転させることができた。一方でそれ以上に回転させようとした際は徐々にすべりが悪くなり、その後一度に大きく回転してしまい、トラッカビリティは低かった。同様の実験を突き出し量5mmで行った。スポット位置の移動量は1.5mmほどで、突き出し量7mmの際と同様に十分に移動したが、屈曲機構を最大に屈曲した状態では回転させることは困難であった。

  27. Local internal pressure measurement system of cerebral aneurysm model using ultra-miniature fiber-optic pressure sensor

    Makoto Ohta, Yoichi Haga

    MHS 2017 - 28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science 2018-January 1-3 2018年2月28日

    DOI: 10.1109/MHS.2017.8305197  

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    © 2017 IEEE. Local internal pressure measurement system of cerebral aneurysm model has been developed for the quantitative evaluation of the therapeutic effects of the coil embolization. For local pressure measurement at multi point, an ultra-miniature fiber-optic pressure sensor, of which diameter is 125 μm and measurement system which has four channel optical switch has been developed. In this study, the cerebral aneurysm model equipped with two fiber-optic pressure sensors was fabricated and the pressure measurement of two sensors was performed.

  28. Development of a blood vessel model with ultrasound sensors to quantify intravascular treatment skills

    MHS 2017 - 28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science 2018-January 1-4 2018年2月28日

    DOI: 10.1109/MHS.2017.8305199  

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    © 2017 IEEE. Intravascular surgery using catheters, such as coil embolization and stent placement, is a minimally invasive treatment. However, doctors need to be skillful to perform precise intravascular surgery. It is expected that displacement of the blood vessel wall caused by unexperienced doctor&#039;s manipulation of a guidewire and a catheter is relatively larger and more frequent than that of experienced skillful doctor&#039;s. Although several s intravascular surgery simulators have been developed to obtain the intravascular treatment skills, they cannot evaluate a quantitative difference of skills between unexperienced doctors and experienced skillful doctors. In this study, ultrasound micro sensors mounted on flexible substrates have been fabricated for installing in the blood vessel model locally. Three sensors were located near the blood vessel model and this model was filled with 5-wt% poly vinyl alcohol-hydrogel (PVA-H). This model is useful to measure displacement of the blood vessel wall of the model when the catheter contacts and pushes the blood vessel wall from inside. When the catheter contacted, displacement of blood vessel wall was measured about 150 μm by a fabricated ultrasound sensor. It is expected that this model is useful to evaluate skillfulness of intravascular doctor&#039;s technique and effectiveness of training.

  29. Ultrasound sensors installed in blood vessel model for intravascular surgery procedures

    2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems, CBS 2017 2018-January 289-292 2018年1月19日

    DOI: 10.1109/CBS.2017.8266117  

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    © 2017 IEEE. Intravascular surgery using catheters is a lesser invasive treatment for vascular disease than conventional surgery procedure. It is necessary for doctors to manipulate a guidewire and a catheter in blood vessel to the targeted diseased area via carotid artery in the case of intravascular surgery in the brain. Though a blood vessel model is useful for training of doctors in the field of the intravascular surgery, evaluations of their skill and efficacy of the training are insufficient. In this study, ultrasound micro sensors mounted on flexible substrates have been fabricated for installing in the blood vessel model locally. The sensor was located near the cerebral blood vessel model to measure displacement of the blood vessel wall of the model and the catheter when the catheter contacts and pushes the blood vessel wall from inside. When delay time of reflected echo signal shifted 0.453 μs, displacement of blood vessel wall was calculated as 0.339 mm. It is expected that the blood vessel model with sensors is useful to evaluate skillfulness of doctor&#039;s technique and effectiveness of training.

  30. Multipoint pressure measurement in blood vessel model for evaluation of intravascular treatment of cerebral aneurysm using fiber-optic pressure sensors

    2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems, CBS 2017 2018-January 136-139 2018年1月19日

    DOI: 10.1109/CBS.2017.8266083  

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    © 2017 IEEE. In recent years, endovascular coil embolization for cerebral aneurysms has been used as an effective and minimally invasive treatment. However, the therapeutic effects might be deteriorated due to the incorrect positioning of the coils in the aneurysm or insufficient reduction of the blood flow in the neck area of the aneurysm. Therefore, the quantitative evaluation of the therapeutic effects of coil embolization is important. We have developed a system that measures intraaneurysmal pressure in the blood vessel model at multipoint using ultra-miniature fiber-optic pressure sensors. The blood vessel model including aneurysm model is fabricated using Poly (vinyl alcohol) hydrogel (PVA-H). Two ultra-miniature fiber-optic pressure sensors are inserted from outside and placed in the aneurysm area. Two commercially available pressure sensors were also connected to both the upstream and downstream sides of the model. The pressure measurement was performed in the aneurysm and in the adjacent blood vessel. Pressure were measured before and after coil placement in the aneurysm.

  31. バイオデザイン手法による研究開発の設計~誤嚥検出デバイスの開発を目指して~

    原陽介, 原陽介, 香取幸夫, 瀧宏文, 中川敦寛, 芳賀洋一, 永富良一, 出江紳一

    日本嚥下医学会抄録(Web) 41st 2018年

  32. Enzyme printed enzyme electrode sensor for low concentration lactate monitoring

    Noriko Tsuruoka, Tadao Matsunaga, Kumi Y. Inoue, Tomokazu Matsue, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 138 (6) 231-240 2018年

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.138.231  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    In this research, enzyme electrode sensor for measuring low concentration lactate was fabricated. In our previous work, microperfusion needle to measure concentration of lactate in subepidermal tissue have been developed. Using this microperfusion needle, lactate concentration of perfusate was about one percent of lactate concentration of blood. In order to measure this low concentration of lactate, enzyme electrode sensor using printed enzyme was fabricated. Au electrodes were patterned on the glass substrate. Ag nanometal ink was printed on reference electrode. Os-HRP polymer was printed by pasting needle type printer and lactate oxidase was printed by inkjet printer on working electrode. Addition agents which do not inactivate enzymes as wetting agent and viscosity modifier were selected. A flow channel was pasted on fabricated electrodes to measure concentration changes continuously. Fabricated sensor had high sensitivity and could measure low concentration lactate (0.01-0.25 mM). In addition, fabricated sensor was not affected by interfering substances.

  33. 経尿道的結石破砕術のための形状記憶合金(SMA)ワイヤーを用いた屈曲機構

    太刀岡俊樹, 松永忠雄, 棚橋善克, 小林拓生, 芳賀洋一, 芳賀洋一

    電気学会論文誌 E 138 (2) 41-47 2018年

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.138.41  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    © 2018 The Institute of Electrical Engineers of Japan. In the transurethral lithotripsy using flexible endoscope (f-TUL), a flexible ureteroscope is inserted into the bladder from the urethra and breaks calculus by laser transmitted through an optical fiber. Because laser irradiation position is fixed in the endoscopic field of view, it is difficult to perform precise alignment of laser to the target when the target has relatively complex structure. To solve the problem, a thin multidirectional active bending mechanism of the laser fiber using Shape Memory Alloy (SMA) wire has been developed. This device has 170 μm diameter channel for laser fiber and is controlled by 3 SMA wires. Maximum outer diameter is 1.1 mm and length of the bending part is 10 mm. The fabricated bending mechanism with laser fiber bends up to 10 degrees. Surface temperature was measured by using a thermocouple in water bath and was lower than 41°C.

  34. 低濃度乳酸モニタリングのための酵素プリンティングによる酵素電極センサ

    鶴岡 典子, 松永 忠雄, 井上 久美, 末永 智一, 芳賀 洋一

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 34 1-6 2017年10月31日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  35. 光ファイバを用いた経鼻的下垂体手術用ロボットツール用力覚センサの開発

    新田 達也, 中塚 俊樹, 川端 友徳, 松永 忠雄, 芳賀 洋一, 原田 香奈子, 光石 衛, 荒田 純平

    日本コンピュータ外科学会誌 19 (4) 262-263 2017年10月

    出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会

    ISSN:1344-9486

  36. 長尺状の医療器具の保持機構を備えた水中耳科手術用内視鏡システムの開発

    山内 大輔, 松永 忠雄, 本藏 陽平, 原 陽介, 荒川 一弥, 日高 浩史, 川瀬 哲明, 芳賀 洋一, 香取 幸夫

    日本耳鼻咽喉科学会会報 120 (4) 587-587 2017年4月

    出版者・発行元:(一社)日本耳鼻咽喉科学会

    ISSN:0030-6622

    eISSN:1883-0854

  37. 人工内耳挿入補助機構を備えた水中耳科手術用内視鏡

    松永 忠雄, 秋山 恭一, 山内 大輔, 川瀬 哲明, 香取 幸夫, 鶴岡 典子, 芳賀 洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 19 (2) 74-82 2017年4月

    出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会

    ISSN:1344-9486

    eISSN:1884-5770

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    内耳は繊細な器官であるため、内耳にアプローチする手術では細心の注意を払うことが必須となる。例えば、内耳瘻孔の処理の際に瘻孔上で内耳リンパ液を吸引すると、内耳へ空気が侵入して不可逆的な内耳障害をきたす。これを防ぐために通常は生理食塩水を滴下しながら顕微鏡下に処理するが、水面の反射や屈折によって対象物の正確な位置が把握しにくい場合がある。そこで、生理食塩水の浸水下に内視鏡による視野を用いて内耳瘻孔の処理や内耳の開放を行う「水中内視鏡下耳科手術(UWEES)」を考案した。さらに、UWEESによる人工内耳(CI)挿入を片手操作でも容易に施行できるCI挿入補助機構を備えた水中内視鏡を考案・試作した。今回、その有用性について検討するため、灌流量測定などの基本特性評価に加え、側頭骨模型を用いてCI挿入術のシミュレーション評価を行い、補助機構のないコントロールと比較した。結果、CI挿入補助機構を備えた水中内視鏡の有用性が確認された。

  38. 経尿道的結石破砕術のための形状記憶合金(SMA)ワイヤーを用いた屈曲機構

    太刀岡 俊樹, 松永 忠雄, 小林 拓生, 芳賀 洋一, 棚橋 善克

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 33 1-5 2016年10月2日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  39. 小型発汗計の開発とストレス負荷及び温熱負荷時の発汗計測

    鶴岡 典子, 河野 隆宏, 松永 忠雄, 永富 良一, 芳賀 洋一

    生体医工学 54 (5) 207-216 2016年10月

    出版者・発行元:日本生体医工学会

    ISSN:1347-443X

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    室温21℃、湿度30〜40%の環境下において、既知の水分量を作製したデバイスで計測し、測定誤差や応答時間について評価した。開発した精神性発汗用デバイスは十分な定量評価能を有するものと考えられた。温熱性発汗用デバイスの精度も-4.4±5.6%で、大測定レンジであっても製品発汗計と同等の精度を持つことを確かめた。健康な日本人成人男性12例(22〜25歳)を対象とし、作製したデバイスを用いて精神的ストレスに伴う発汗量の変化を計測した。デバイス装着後全ての被験者において見かけの発汗量が増加し、その後緩やかに基礎発汗量へと収束した。健康な日本人成人男性8例(22〜25歳)を対象とし、作製した温熱性発汗用カプセルレスデバイスを用いて下肢温浴を行った際の発汗量を計測した。デバイス装着直後一時的に発汗量が増加し、5分ほどで定常状態となった。温浴を開始すると、開始後5分ほどで発汗量が増加し始め、下肢温浴開始から20分ほどで値は飽和し始め、ほぼ定量となった。

  40. 人工内耳挿入補助機構を備えた水中耳科手術用内視鏡の開発について

    山内 大輔, 松永 忠雄, 原 陽介, 橋本 研, 太田 淳, 日高 浩史, 川瀬 哲明, 芳賀 洋一, 香取 幸夫

    Otology Japan 26 (4) 308-308 2016年9月

    出版者・発行元:(一社)日本耳科学会

    ISSN:0917-2025

    eISSN:1884-1457

  41. CMUT PACKAGING FOR FORWARD LOOKING ULTRASONIC ENDOSCOPE USING LTCC SIDE VIA

    Yildiz Fikret, Matsunaga Tadao, Haga Yoichi

    「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 電気学会センサ・マイクロマシン部門 [編] 32 1-5 2015年10月28日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

  42. One directional active bending mechanism using shape memory alloy wire for minimally invasive medicine and feedback control by changing in electrical resistance of wire

    Takumi Kobayashi, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 135 (10) 393-398 2015年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.135.393  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    The bending mechanism of a conventional endoscope operates by drawing wires from outside the human body. The shaft structure of endoscopes is relatively complex to avoid buckling caused by wire traction. In this study, one directional bending mechanisms using shape memory alloy (SMA) wires have been developed for minimally invasive medicine. A large bending angle was accomplished by positioning a working point of driven SMA wires near a center point of the mechanism and by surrounding the SMA wires and an inner tube by helical thin metal wire. External diameter and length of the bending part of the mechanism are 4.1 mm and 35 mm respectively. The curvature radius of the fabricated device is 20 mm while maintaining the surface temperature of the device under 41°C in environmental temperature (38°C). Servo control has been considered to be suitable for the application of active bending mechanisms as micro robots. Feedback control by changing in the electrical resistance of the SMA wire was utilized for precise and safty actuation.

  43. 内視鏡手術のための液圧駆動屈曲機構の開発

    須田 信一郎, 小林 拓生, 松尾 美幸, 平良木 貴久, 高橋 恵太, 松永 忠雄, 芳賀 洋一

    日本コンピュータ外科学会誌 17 (2) 83-90 2015年8月

    出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会

    DOI: 10.5759/jscas.17.83  

    ISSN:1344-9486

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    We developed a safe, minimally invasive articulated flexible endoscopic instrument that is actuated by hydraulic pressure. Metal close coiled helical springs, chemically covered in a vapor deposit membrane of evaporated parylene make up the hydraulic pressure actuators. Made from biocompatible materials, the actuators, specifically fabricated for endoscopic tools, hydraulically extend and contract linearly. The lateral side is static and held in place by a thin polyimide tube, when hydraulic pressure is increased to elongate the actuator, causing the corresponding side to bend. Two types of unidirectional articulating endoscopes consisting of multiple bending links were successfully developed, demonstrated, and their functions were confirmed.

  44. Development of low flow rate disposable electrolysis pump for subepidermal microperfusion

    Noriko Tsuruoka, Tadao Matsunaga, Ryoichi Nagatomi, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 135 (8) 330-337 2015年8月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.135.330  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    An electrolysis pump was developed for wearable microperfusion system. In our previous work, minimally invasive microperfusion needle which collects biological substances from subepidermal tissue had been developed. The pump for perfusate perfusion of this microperfusion system requires low flow rate, continuous flow, low power consumption and disposability. Electrolysis pump is relatively simple structure and requires low power consumption. Thus, electrolysis pump is suitable for disposable device. Fabricated pump consists of an electrolyte chamber which contains interdigitated array electrodes, a discharge liquid chamber and a Parylene corrugated membrane between the two chambers. The electrolyte chamber is filled with deionized (DI) water. The gases (hydrogen and oxygen) are produced in electrolyte chamber and the liquid is discharged by pushing the corrugated membrane. The fabricated pump had enough function to discharge the discharge liquid at a flow late of less than 5 μl/min for more than 120 minutes. When this pump is used in wearable system, the pump is used in various positions. Hydrogel was added to electrolyte to reduce influence of position changes. This pump had enough function to discharge liquid in required condition at up-side down condition.

  45. Neural probe with multi optical stimulation in depth direction

    Shunsuke Tamaki, Tadao Matsunaga, Toshinobu Kuki, Hajime Mushiake, Yoshihito Furusawa, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 135 (7) 246-252 2015年7月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.135.246  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    In this paper, Tube-shaped neural probe which has 8 recording areas and 3 optical emitting points using with optogenetics technique for neural circuit analysis has been developed. Outer diameter of tube is 360 μm, the recording areas and the optical emitting points arranged in a depth direction. The optical emitting points make it possible to stimulate neurons in various depth areas respectively. We demonstrated the recording and stimulating of neurons in vivo experiment. As the result, the probe got light induced neural activities at all the optical emitting points.

  46. Small diameter selective organ perfusion catheter with fiber-optic pressure sensor

    Yuko Tachibana, Tadao Matsunaga, Yoshikatsu Saiki, Yukihiro Hayatsu, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 135 (6) 204-209 2015年6月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.135.204  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    A small diameter (O.D. 1.47 mm) selective organ perfusion catheter with fiber-optic pressure sensor for monitoring perfusion pressure has been fabricated. As a design of the tip of the sensor, non-opening type and opening type have been fabricated and the opening design decrease influence by external force such as load or the balloon inflation on catheter down to 1-2 mmHg and achieved error range ±3 mmHg in the pressure measurement range of 0-100 mmHg.

  47. Cup-shaped medication recording device for taking intraoral pictures

    Kenji Ishii, Yoko Kawai, Noriko Tsuruoka, Takahiro Fuse, Taku Obara, Tadao Matsunaga, Yutaka Imai, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems 135 (2) 197-203 2015年2月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejeiss.135.197  

    ISSN:1348-8155 0385-4221

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    To improve the reliability of medication record keeping, we have developed a cup-shaped medication recording device and system for taking intraoral pictures of pills. This device has a camera, a memory card with a wireless transmitter, a capacitance sensor, a processing unit, and a rechargeable battery in the cup. When the capacitance sensor used as the trigger switch detects water level change, the camera starts shooting and takes some intraoral pictures. Waterproofing is achieved by the use of wireless data transmission and wireless battery recharging to enable washability of the cup. In the first experiment, ten trials in one subject were conducted. There were 2.6±0.7 pictures per an action of taking pill. The pill was successfully photographed in all trials. Thirteen subjects participated in a second experiment. Intraoral pictures of pills were taken and sent to a PC or a server wirelessly in all subjects. These results show that this device can be expected to reliably record medication, to improve patient adherence, and reduction of medical labor.

  48. Flexible Tube-Shaped Neural Probe for Recording and Optical Stimulation of Neurons at Arbitrary Depths

    Shunsuke Tamaki, Toshinobu Kuki, Tadao Matsunaga, Hajime Mushiake, Yoshihito Furusawa, Yoichi Haga

    SENSORS AND MATERIALS 27 (7) 507-523 2015年

    出版者・発行元:MYU, SCIENTIFIC PUBLISHING DIVISION

    DOI: 10.18494/SAM.2015.1087  

    ISSN:0914-4935

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    Transparent tube-shaped neural probes consisting of 8 recording areas on the surface of a cylinder and a movable optical fiber that is set in a groove of a stainless steel needle at the core have been developed. The recording areas are placed perpendicularly to the brain surface so that neural activities can be recorded across cortical layers. The movable metal needle with optical fiber enables optical stimulation of neurons surrounding the recording areas at any depth in the cortex. The neural probe was fabricated and examined for its applicability in optogenetic studies in neuroscience. The fabricated probe successfully recorded neural activities from the cortex of an anesthetized animal while optical stimulation was delivered successively at any depth of the cortex. Distinct neural activation patterns depending on the depth of optical stimulation were found. It was confirmed that the fabricated probe is suitable for optical manipulation for analysis of neural activities across cortical layers and simultaneously monitoring the effects of stimulation on neural activities.

  49. Development of electrolysis pump for subepidermal microperfusion system

    Noriko Tsuruoka, Tadao Matsunaga, Ryoichi Nagatomi, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 247-O-248 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-247  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    Concentrations of biological substances are useful as indicators of physiological and pathological states. In our previous work, minimally invasive microperfusion needle which collects biological substances from subepidermal tissue had been developed. In this study, an electrolysis pump was developed as the pump which perfuses perfusate into microperfusion needle. Electrolysis pump is suitable for our wearable microperfusion system, because it requires simple structure and low power consumption. This pump consists of electrolyte chamber which contains interdigitated array electrodes, discharge liquid (perfusate) chamber and Parylene corrugated membrane between two chambers. When voltage is applied to the electrodes, gases are generated in electrolyte chamber and perfusate is discharged by pushing the corrugated membrane. The fabricated pump had enough function to discharge the discharge liquid at flow late of less than 5 μl/min.

  50. Side viewing add-on endoscope for endoscopic cancer treatment

    Takahisa Hiraragi, Takumi Kobayashi, Miyuki Matsuo, Shinichiro Suda, Tadao Matsunaga, Katsunori Iijima, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 476-O-477 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-476  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    In this study, side viewing endoscope has been developed for cancer therapy. Polypectomy is a technique for treatment of early cancer and polyp in the gut. Endoscope can not observe backside of the lesion, because only front viewing is available. This device is available to add on for endoscope to observe the backside of the lesion. The device consists of a CMOS imager, two LEDs and a mirror to observe side view in front of CMOS imager. This device has hydraulic actuator or shape memory alloy (SMA) wire as bending mechanism. The external diameter of fabricated devices is 2.5 mm. The fabricated side viewing endoscope achieved to observe the backside of the lesion in the stomach model.

  51. Development of cylinder shape probe for myocardial hardness measurement during heart surgery

    Tsubasa Matsumoto, Tadao Matsunaga, Shintaro Katahira, Yoshikatsu Saiki, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 448 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-448  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    In heart surgery with extracorporeal circulation machine, myocardium becomes hard when myocardial preservation is not appropriate. Myocardial hardness measurement probe has been developed for quantitative hardness monitoring measurement for myocardial preservation. To measure myocardial hardness negative pressure is applied to the myocardium through the probe and displacement of myocardial surface is measured using ultrasonic pulse-echo. Using two silicone rubbers which have different hardness, we applied the same strength negative pressure to their surfaces. We measured the displacement of two silicone rubbers.

  52. Small diameter electromagnetic single fiber endoscope using magnetic material tube and assist coil

    Xuan Li, Tadao Matsnuaga, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 495 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-495  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    The purpose of this study is to develop a small diameter (less than 1 mm) and high resolution endoscope. This probe consists of single optical fiber which is fixed a Ni tube and photo-fabricated metal saddle-shaped coils and solenoid coil which is fabricated by coiling machine. The optical fiber which is fixed a Ni tube is inserted into coil. When an alternating current supplies to the driving coils, the Ni tube is vibrated by magnetic force one dimensionally. With the assist of the magnetic force by additional solenoid shaped assist coils which are located in frontside and backside of the saddle-shaped coil, the vibration amplitude of the fiber is increased. The 1 mm diameter probe has been fabricated, and fiber vibration amplitude increase was confirmed.

  53. Development of active bending electric endoscope using shape memory alloy wire

    Takumi Kobayashi, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 104 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-104  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    A bending mechanism of conventional endoscope bends by traction of wires from outside the human body. A shaft structure of endoscope is relatively complex to avoid buckling by wire traction force. An active bending electric endoscope has been developed using SMA (shape memory alloy) wires. The SMA wires are driven by Joule heat provided electrical current to the wire. The active bending mechanism using SMA wires simplify bending mechanism of endoscope. A commercial CMOS imager and three LEDs at the tip of this device were mounted and a silicon rubber tube was connected the active bending mechanism using SMA wires as the shaft. This device accomplished multidirectional bending and the curvature radius was approximately 40 mm at 300 mA.

  54. Development of implantable micropump using ultrasound irradiation from outside the human body

    Tsubasa Matsumoto, Yuzuru Chikada, Shinichiro Suda, Tadao Matsunaga, Hiroshi Wada, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 534 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-534  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    An implantable micropump without electronic drive parts and has simple structures for local drug delivery has been developed. The device is designed and fabricated for drug application into cochlea at inner ear. An acoustic streaming generated by an ultrasound in a drug solution is used as the driving force. The acoustic streaming was performed by using the device and the generation of the acoustic streaming was confirmed. A magnetic valve was fabricated for prevention of drug misadministration or adverse current and the evaluation was performed. The physical and mental burdens of patients is expected to be decreased by the system.

  55. Hydraulic transformable hood for ESD

    Miyuki Matsuo, Shinichiro Suda, Hiroshi Saito, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 102-O-103 2014年8月17日

    出版者・発行元:Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering

    DOI: 10.11239/jsmbe.52.O-102  

    ISSN:1347-443X 1881-4379

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    A hydraulic transformable endoscopic hood for endoscopic surgery has been developed. The device can be attached at the tip of an endoscope to assist physicians operating endoscopic submucosal dissection (ESD), which is an operation for removing lesions in digestive organs. This device can provide large field of view and ease the process of inserting the tip of an endoscope into incisions as well. We developed a transformable hood using hydraulic actuators. The hydraulic actuator consists of biocompatible Parylene membrane and stainless steel coil. The tip of the hood is divided into three parts. The tip parts open when pressure is applied to the hood, thus expanding the tip radius of the hood. By changing the applied pressure, the tip radius ranged from 4.5 mm to 11.5 mm. When the tip diameter was fixed to 16 mm, the maximum force generated by the hood was 123 mN.

  56. Microsystems for Minimally Invasive Medicine and Healthcare

    Yoichi Haga, Tadao Matsunaga

    2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONICS PACKAGING (ICEP) 353-356 2014年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/ICEP.2014.6826710  

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    Endoscopes and catheters are already widely used and new more precise examinations and diagnoses are required. Small medical devices with several functions for use in the human body can be realized by installing microsensors and microactuators in the medical devices. Several microdevices for minimally invasive examinations and therapies using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and related microfabrication technologies have been developed. An ultraminiature pressure sensor, a forward-looking intravascular ultrasonic imager and intraluminal MRI probe have been developed. Active bending catheters, endoscopes and guide wires have been developed for steering their tips without using traction of wires from outside the body. Small and light wearable healthcare devices have also been developed using the microfabrication technologies.

  57. Capacitive micromacliiiied ultrasonic transducers using anodically bondable ceramic wafer with through-wafer via

    Misaki Hiroshima, Tadao Matsunaga, Takashi Mineta, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 134 (10) 333-337 2014年

    出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejsmas.134.333  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

    eISSN:1347-5525

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    Tins paper desenbes the design and experimental results of C'MUTs (Capacitive Mieromachined Ultrasonic Transducers) using an anodically bondable LTCC (Low Temperature C'o-fired Ceramics) wafer. Electrical connection of the C'MUTs top electrode and the LTCC via were successfully performed at a tune of anodic bondmg by forming Au bump on the electrode. The vibration characteristics of the membrane were measured by a laser Doppler \\ibrometer both in the atmosphere and in the water. Ultrasonic pressure signal of CMUTs arrays was measured using hydrophone.

  58. MEMS技術を利用した低侵襲医療・ヘルスケア機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄

    日本機械学会誌 116 (1130) 32-36 2013年

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

    ISSN:0021-4728

  59. 医療用マイクロ化学センサ(ヘッドライン:医療現場を支える化学)

    芳賀 洋一

    化学と教育 61 (11) 526-529 2013年

    出版者・発行元:公益社団法人 日本化学会

    DOI: 10.20665/kakyoshi.61.11_526  

    ISSN:0386-2151

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    半導体などに用いられる微細加工技術によって,小さく高機能なマイクロ化学センサが実現し,用いられている。小型(マイクロ)である利点を活かした生体計測について,検体計測,体内計測,および体表におけるウェアラブル体外計測に分けて,実例を紹介しながら代表的なマイクロ化学センサの種類とその動作原理を述べる。また,新たな手法として核磁気共鳴(NMR)計測,ゲルの体積変化を利用した生体成分計測,皮下に留置する微細加工を用いた流路付き微小針についても述べる。

  60. Development of Minimally Invasive Medical Tools Using Laser Processing on Cylindrical Substrates

    Yoichi Haga, Yuta Muyari, Shoji Goto, Tadao Matsunaga, Masayoshi Esashi

    ELECTRICAL ENGINEERING IN JAPAN 176 (1) 65-74 2011年7月

    出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL

    DOI: 10.1002/eej.21030  

    ISSN:0424-7760

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    This paper reports micro-fabrication techniques using laser processing on cylindrical substrates for the realization of high-performance multifunctional minimally invasive medical tools of small size. A spring-shaped shape memory alloy (SMA) micro-coil with a square cross-section has been fabricated by spiral cutting of a Ti-Ni SMA tube with a femtosecond laser. A small-diameter active bending catheter actuated by a hydraulic suction mechanism for intravascular minimally invasive diagnostics and therapy has also been developed. The catheter is made of Ti-Ni superelastic alloy (SEA), which is processed by laser micromachining, and a silicone rubber tube that covers the outside of the SEA tube. The active catheter is effective for insertion into branches of blood vessels that diverge at acute angles where it is difficult to proceed. Multilayer metallization and patterning have been performed on glass tubes with 2- and 3-mm external diameters using maskless lithography techniques with a laser exposure system. Using the laser soldering technique, integrated circuit parts have been mounted on a multilayer circuit patterned on a glass tube. These fabrication techniques will be effective for the realization of high-performance multifunctional catheters, endoscopic tools, and implanted small capsules. (c) 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(1): 65-74, 2011; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.21030

  61. 微細加工技術と光ファイバー技術を用いた低侵襲医療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    日本レーザー医学会誌 Vol.31 (4) 428-434 2011年1月31日

    出版者・発行元:Japan Society for Laser Surgery and Medicine

    DOI: 10.2530/jslsm.31.428  

    ISSN:0288-6200

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    微細加工技術と光ファイバーなどの光学技術を組み合わせた新しい低侵襲医療機器開発について,役立つと思われる要素技術と装置開発について我々の開発例を中心に述べる.光ファイバー端面への微細加工とポリマー成膜によるセンサ化,およびダイヤフラムなど微小機械要素搭載のほか,光ファイバー先端周囲への圧電駆動の可動ミラー及び電磁コイル形成によるレーザー治療ツールや細径内視鏡の開発について述べる.微細加工技術と光ファイバー技術の組み合わせにより低侵襲医療の可能性を広げることができると期待される.

  62. Development of active bending electric endoscope using shape memory alloy for disposable and thin endoscope

    Wataru Makishi, Masaharu Ikeda, Masayoshi Esashi, Tadao Matsunaga, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 131 (3) 1-110 2011年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.131.102  

    ISSN:1341-8939 1347-5525

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    Bending motions of the tip of a conventional endoscope are controlled from outside the body by wire traction. A shaft of an endoscope should be relatively hard to avoid buckling by wire traction. The active bending mechanism of an endoscope, which is realized using shape memory alloy (SMA) coil actuators instead of wire traction, is soft. Using micro-fabrication technology on non-planar substrate, cylindrical substrate of thin endoscope was fabricated. These endoscopes enable precise observations and treatments of deep areas of the human body. © 2011 The Institute of Electrical Engineers of Japan.

  63. 光MEMS技術を用いた低侵襲医療デバイス

    芳賀洋一

    OPTRONICS No.7(通巻No.343) 115-118 2010年7月10日

  64. 光マイクロスキャナーの低侵襲医療への応用

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    O plus E (5) 554-559 2010年4月28日

  65. マイクロマシニング・MEMS技術を用いた低侵襲医療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    塑性と加工 Vol.51 (No.590) 209-213 2010年3月25日

    DOI: 10.9773/sosei.51.209  

  66. マイクロマシニング・MEMSを用いた低侵襲医療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    塑性と加工 Vol.51 (No.590) 209-213 2010年3月25日

    DOI: 10.9773/sosei.51.209  

  67. 講座 ちょっとMEMS 第18回 体内で用いる医療デバイスの高機能化・多機能化

    芳賀洋一

    エレクトロニクス実装学会誌 Vol.13 (No.2(通巻85号)) 156-162 2010年3月1日

    DOI: 10.5104/jiep.13.156  

  68. High-functionalization and multi-functionalization of medical devices for use in human body properties and fabrication technologies required by medical devices for use in human body

    Yoichi Haga

    Journal of Japan Institute of Electronics Packaging 13 (2) 156-162 2010年3月

    DOI: 10.5104/jiep.13.156  

    ISSN:1343-9677 1884-121X

  69. 0817 先進的低侵襲医療のためのマイクロデバイスの開発(OS30-2:先端治療を目指すエンジニアリング2)

    松永 忠雄, 芳賀 洋一

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2009 (22) 141-141 2010年1月8日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

  70. 講座 ちょっとMEMS 第17回 体内で用いる医療デバイスの高機能化・多機能化

    芳賀洋一

    エレクトロニクス実装学会誌 Vol.12 (No.7(通巻83号)) 156-162 2009年11月

  71. High-functionalization and multi-functionalization of medical devices for use in human body implantable devices

    Yoichi Haga

    Journal of Japan Institute of Electronics Packaging 12 (7) 651-656 2009年11月

    DOI: 10.5104/jiep.12.651  

    ISSN:1343-9677

  72. 体内で用いる医療デバイスの高機能化・多機能化

    芳賀洋一

    エレクトロニクス実装学会誌 Vol.12 (No.6) 557-560 2009年9月1日

    DOI: 10.5104/jiep.12.557  

  73. High-functionalization and multi-functionalization of medical devices for use in human body minimally invasive diagnostic and therapeutic devices

    Yoichi Haga

    Journal of Japan Institute of Electronics Packaging 12 (6) 557-560 2009年9月

    DOI: 10.5104/jiep.12.557  

    ISSN:1343-9677

  74. 光ファイバーを用いた低侵襲医療用マイクロデバイス

    芳賀洋一, 松永忠雄, 小野崇人, 江刺正喜

    NEW GLASS Vol.24 (No.1) 28-34 2009年3月1日

  75. A high-resolution endoscope of small diameter using electromagnetically vibration of single fiber

    Tadao Matsunaga, Ryunosuke Hino, Wataru Makishi, Masayoshi Esashi, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 129 (11) 5-404 2009年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.129.399  

    ISSN:1341-8939 1347-5525

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    For high resolution visual inspection in the narrow space of the human body, small diameter endoscope has been developed which utilize electromagnetically vibration of single fiber. Thin endoscopes are effective for inspection in the narrow space of the human body, for example, in the blood vessel, lactiferous duct for detection infiltration of breast cancer, and periodontal gap between gingiva and tooth. This endoscope consists of single optical fiber and photofabricated driving coils. A collimator lens and a cylindrical permanent magnet are fixed on the optical fiber, and the tilted driving coils have been patterned on a 1.08 mm outer diameter thin tube. The fiber is positioned at the center of the tube which is patterned the coils. When an electrical alternating current at the resonance frequency is supplied to the coils, the permanent magnet which is fixed to the fiber is vibrated electromagnetically and scanned one or two dimensionally. This paper reports small diameter endoscope by using electromagnetically vibration of single fiber. Optical coherence tomography imaging has also been carried out with the fabricated endoscope and cross-section image of sub-surface skin of thumb was observed. © 2009 The Institute of Electrical Engineers of Japan.

  76. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    精密工学会誌 Vol.74 (No.11) 1139-1142 2008年11月5日

    出版者・発行元:公益社団法人精密工学会

    DOI: 10.2493/jjspe.74.1139  

    ISSN:0912-0289

  77. MEMS技術を用いた医療デバイス

    芳賀洋一

    光技術コンタクト Vol.46 (No.5) 216-221 2008年5月20日

  78. マイクロ / ナノテクノロジーを用いた超精密低侵襲検査・治療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 牧志 渉

    TUBERO Bulletin Final 53-56 2008年2月8日

  79. Development of minimally invasive medical devices using micro/nano machining technology

    Seimitsu Kogaku Kaishi/Journal of the Japan Society for Precision Engineering 74 1139-1142 2008年1月1日

    DOI: 10.2493/jjspe.74.1139  

    ISSN:0912-0289

  80. Development of intravascular MRI probe applicable to catheter mounting

    Shoji Goto, Tadao Matsunaga, Yuichiro Matsuoka, Kagayaki Kuroda, Masayoshi Esashi, Yoichi Haga

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 128 (10) 4-395 2008年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.128.389  

    ISSN:1341-8939 1347-5525

    eISSN:1347-5525

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    This paper reports the concept and fabrication techniques of high-resolution intravascular magnetic resonance imaging (MRI) probes. A receiver coil placed in the luminal tissues such as vessels may sensitively detect the signal from the surrounding tissue to produce high-resolution intravascular images. The intravascular MRI offers great potential for in vivo diagnosis of vascular diseases, therapeutic planning, and therapeutic effect evaluation. An ideal intravascular receiver coil should have homogeneous and high signal-to-noise ratio around the coil, tightly placed tuning/matching circuits, and a large working channel for a medical device such as a catheter used as a substrate. In this study, multilayer and/or three-dimensional photolithography techniques were used for fabricating a receiver coil on cylindrical substrates. A coil has been fabricated on a glass capillary with 2 mm outer diameter. The coil was connected to tuning/matching capacitors and decoupling pin-diodes. Imaging of a vessel wall and a phantom with 2-mm pitch acrylic lattice were performed on a 1.5-T MRI scanner resulting in 7.5-mm imaging region. The probe coil was then applied to a vessel wall sample resected from a porcine subclavian artery. The results successfully demonstrated the usefulness of the probe coil for high-resolution intravascular imaging. © 2008 The Institute of Electrical Engineers of Japan.

  81. Development of minimally invasive medical tools using laser processing on cylindrical substrates

    Yoichi Haga, Yuta Muyari, Shoji Goto, Tadao Matsunaga, Masayoshi Esashi

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 128 (10) 6-409 2008年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.128.402  

    ISSN:1341-8939 1347-5525

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    This paper reports micro-fabrication techniques using laser processing on cylindrical substrates for the realization of high-performance multifunctional minimally invasive medical tools with small sizes. A spring-shaped shape memory alloy (SMA) micro-coil with a square cross section has been fabricated by spiral cutting of a Ti-Ni SMA tube with a femtosecond laser. Small diameter active bending catheter which is actuated by hydraulic suction mechanism for intravascular minimally invasive diagnostics and therapy has also been developed. The catheter is made of a Ti-Ni super elastic alloy (SEA) tube which is processed by laser micromachining and a silicone rubber tube which covers the outside of the SEA tube. The active catheter is effective for insertion in branch of blood vessel which diverse in acute angle which is difficult to proceed. Multilayer metallization and patterning have been performed on glass tubes with 2 and 3 mm external diameters using maskless lithography techniques using a laser exposure system. Using laser soldering technique, a integrated circuit parts have been mounted on a multilayer circuit patterned on a glass tube. These fabrication techniques will effective for realization of high-performance multifunctional catheters, endoscopic tools, and implanted small capsules. © 2008 The Institute of Electrical Engineers of Japan.

  82. Development of high-resolution intraluminal and intravascular MRI probe using microfabrication on cylindrical substrates

    Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 329-332 2007年12月1日

    ISSN:1084-6999

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    The objective of this study is development of high-resolution intraluminal and intravascular MRI probe using microfabrication on cylindrical substrates. MRI holds promise for in vivo characterization due to its potential for obtaining high-resolution images and its sensitivity to the compositional characteristics of lesion. By placing a receive coil in the human body, NMR signals from the tissue surrounding the coil can be detected sensitively and the method enables in vivo high-resolution imaging (high spatial resolution and high spectroscopic resolution). The preferable receive coil has homogeneous RF receptivity around the probe and high-SNR. Novel coil designs and/or multi-coil have capabilities to meet these demands. To connect the tuning/matching circuit and amplifier circuit near the coil is needed to improve SNR of the system. Microfabrication on cylindrical substrate is one of methods for fabricating arbitrary coil pattern and the tuning/matching circuit on the tube with small diameters. Using a maskless lithography technique, solenoid coil, tilted coil and saddle shaped coil have been fabricated on glass tube with 2 mm O.D.. Imaging test of the coils were performed on 3 T MRI in a 2 % agar phantom. ©2007 IEEE.

  83. 医療用マイクロロボット

    芳賀洋一, 松永忠雄, 牧志 渉, 江刺正喜

    ロボット No.178 1-6 2007年9月20日

  84. 安全安心をめざす,医療機器へのマイクロシステムの応用

    芳賀洋一, 松永忠雄, 牧志 渉, 江刺正喜

    エレクトロニクス実装学会誌 Vol.10 (No.6) 453-456 2007年9月1日

    DOI: 10.5104/jiep.10.453  

  85. 血管内前方視超音波イメージングプローブの開発

    陳 俊傑, 江刺 正喜, 芳賀 洋一

    電気学会研究会資料. BMS, バイオ・マイクロシステム研究会 = The papers of Technical Meeting on Bio Micro Systems, IEE Japan 2007 (7) 73-76 2007年7月2日

  86. 低侵襲検査・治療のための超音波マイクロデバイスの開発 =体の内側から超音波で見る、治す=

    芳賀洋一, 陳 俊傑, 安居晃啓, 和田 仁, 江刺正喜

    超音波TECHNO Vol.19 (No.4(通巻187号)) 82-86 2007年7月2日

    出版者・発行元:日本工業出版

    ISSN:0916-2410

  87. Endoscopic therapeutic device using focused ultrasonic small transducer

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 127 2007年3月15日

    ISSN:1341-8939

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    In this research, an ultrasonic probe (5.5 mm in diameter), which has a concave PZT transducer at its tip, was fabricated for ultrasonic treatments such as sonoporation and sonodynatnic therapy in the human body using a catheter and/or endoscope. Ultrasound has the potential to enhance cytotoxicity of drugs such as porphyrins, a process referred to as sonodynamic therapy, and also to deliver macromolecules such as plasmid DNA, a process referred to as sonoporation. The fabricated probe was then experimentally characterized by measuring the acoustic intensity distribution around the focal point, using a PVDF needle-type ultrasonic hydrophone. When the PZT transducer was driven by a 120 Volts peak-to-peak AC signal at 1.83 MHz, the ultrasound output was successfully focused at the focal point, with a peak intensity of 24.9 W/cm 2 (0.87 MPa). Using the fabricated probe, cultured Chinese Hamster Ovary (CHO) cells were exposed to ultrasound (1.83 MHz, continuous wave, peak acoustic pressure of 0.5 MPa) for 2 s in the presence of microbubbles MB-3 and Green Fluorescent Protein (GFP) plasmid DNA. As a result of sonication, the expression of GFP was observed in CHO cells.

  88. Active bending electric endoscope usine shape memory alloy coil actuators

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 127 2007年3月15日

    ISSN:1341-8939

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    Bending motions of the tip of a conventional endoscope are controlled from outside the body by wire traction. A shaft of an endoscope should be relatively hard to avoid buckling by wire traction. Therefore, precise operation of the endoscope is difficult in complex shape areas such as the intestine. Furthermore, patients suffer pain during a procedure with an endoscope. An active bending electric endoscope using shape memory alloy (SMA) actuators has been developed. A CCD camera (410,000 pixels) is mounted at the end of the endoscope and the tip has an omni-directional bending mechanism using three SMA coil actuators. The SMA coil actuators contract by supplying electrical current and bend the endoscope. The external diameter of the fabricated endoscope is 5.5 mm. The maximum bending angle of the fabricated endoscope is 90° (Curvature radius: 29 mm). The observation of the inside of a blood vessel model by the CCD imager of a fabricated endoscope was confirmed. The active bending shaft of the fabricated endoscope, which is realized using SMA coil actuators instead of wire traction, is soft. Therefore, using this endoscope, it may be possible to perform precise observations and treatment of deep areas of the human body.

  89. 安全・安心 安全安心をめざす,医療機器へのマイクロシステムの応用

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 牧志 渉, 江刺 正喜

    エレクトロニクス実装学会誌 10 (6) 453-456 2007年

    出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会

    DOI: 10.5104/jiep.10.453  

    ISSN:1884-121X 1343-9677

  90. Active bending electric endoscope using shape memory alloy coil actuators

    Proceedings of the First IEEE/RAS-EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics, 2006, BioRob 2006 2006 217-219 2006年12月22日

    DOI: 10.1109/BIOROB.2006.1639088  

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    Bending motions of the tip of a conventional endoscope are controlled from outside the body by wire traction. A shaft of an endoscope should be relatively hard to avoid buckling by wire traction. Therefore, precise operation of the endoscope is difficult in complex shape areas such as the intestine. Furthermore, patients suffer pain during a procedure with an endoscope. An active bending electric endoscope using shape memory alloy(SMA) actuators has been fabricated. A CCD imager (410,000 pixels) is mounted at the end of the endoscope, and the tip has an omni-directional bending mechanism using three SMA coil actuators. The SMA coil actuators contract by supplying electrical current and bend the endoscope. The bending mechanism is controlled by a joystick from outside the body. The external diameter of the fabricated endoscope is 5.5 mm. The maximum bending angle of the fabricated endoscope is 90° (Curvature radius: 29 mm). The observation of the inside of a blood vessel model by the CCD imager of a fabricated endoscope is confirmed, The shaft of the fabricated endoscope, which is realized using SMA coil actuators instead of a traction wire, is soft. Therefore, the precise observation of a deep area of the small intestine with the fabricated endoscope might be possible without the patient suffering pain.

  91. 26.CCDカメラを搭載した能動カテーテル(平成17年度東北支部大会抄録)

    牧志 渉, 松永 忠雄, 江刺 正喜, 芳賀 洋一

    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 44 (2) 321-321 2006年6月10日

    出版者・発行元:社団法人日本生体医工学会

    ISSN:1347-443X

  92. 25.形状記憶合金コイルと多段階磁気ラッチを用いた3次元ピンディスプレイの開発(平成17年度東北支部大会抄録)

    松永 忠雄, 牧志 渉, 江刺 正喜, 芳賀 洋一

    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 44 (2) 320-321 2006年6月10日

    出版者・発行元:社団法人日本生体医工学会

    ISSN:1347-443X

  93. 精密微細加工技術を用いた高機能低侵襲医療デバイスの開発 (砥粒加工学会誌)

    芳賀洋一, 松永忠雄, 牧志 渉, 戸津健太郎, 峯田 貴, 江刺正喜

    砥粒加工学会誌 50 (5) 245-248 2006年5月

  94. 615 内視鏡的レーザー治療用圧電2次元マイクロスキャナー(GS-3 手術・治療,一般セッション,学術講演)

    赤堀 寛昌, 芳賀 洋一, 松永 忠雄, 伊関 洋, 江刺 正喜, 和田 仁

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2005 (18) 407-408 2006年1月12日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

  95. 536 体内における超音波治療のための収束超音波トランスデューサの開発(GS-14 診断・治療,一般セッション,学術講演)

    安居 晃啓, 芳賀 洋一, 陳 俊傑, 伊関 洋, 江刺 正喜, 和田 仁

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2005 (18) 371-372 2006年1月12日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

  96. 渦電流式変位センサを用いたALS患者用入力支援装置

    村川佳誕, 阿部 哲也, 牧志 渉, 坂爪 新一, 芳賀 洋一

    日本機械学会, 福祉工学シンポジウム2006講演論文集, Sep. 113-115 2006年

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

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    筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者用の入力支援装置を開発した。ALS患者は症状が進行すると身体を動かすことができず発声も困難になる。本研究では、小型の渦電流式変位センサによりALS患者の口角や額付近の微小な動きを検知し、スイッチをON/OFFすることができる装置を作製した。磁性体である長さ約30mmの金属棒の一端を口角付近に固定し、円筒状のセンサに金属棒他端が入るようにセンサを顔面の動かない部分に固定する。センサの取り付け位置と方向の影響を受けにくい構造により、装着時の位置合わせが容易になり、病状が進行しても容易に使用できると期待される。

  97. Dynamic pindisplay with arrayed pin for blind aid using micro actuators

    T. Matsunaga, W. Makishi, Y. Haga

    IDW '06: PROCEEDINGS OF THE 13TH INTERNATIONAL DISPLAY WORKSHOPS, VOLS 1-3 2 1591-1594 2006年

    出版者・発行元:INST IMAGE INFORMATION & TELEVISION ENGINEERS

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    Tactile pindisplay for blind aid and three dimensional pindisplay using Shape Memory Alloy micro actuators has been fabricated and developed. Character and graphic information are dynamically displayed by making pins array up and down. Magnetic material tube is attached to each pin and a permanent magnet fixes position of the pins up or down state. The mechanism solves problems of heat storage and electrical consumption of the SMA actuator because the current is supplied only when the pins move.

  98. Hermitically sealed ultra-miniature fiber-optic pressure sensor

    S. Nakamura, T. Matsunaga, K. Totsu, M. Esashi, Y. Haga

    IDW '06: PROCEEDINGS OF THE 13TH INTERNATIONAL DISPLAY WORKSHOPS, VOLS 1-3 2 1553-1556 2006年

    出版者・発行元:INST IMAGE INFORMATION & TELEVISION ENGINEERS

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    Ultra-Miniature fiber optic sensor of 125 mu m diameter has been developed by using MEMS fabrication techniques. The Fabry-Perot cavity is formed at the end of an optical fiber. The pressure induced deformation of the Fabry-Perot cavity diaphragm alters the cavity length. Fabricated sensor structures exhibited temperature dependency. To solve this problem, hermetic sealing using a thin-film solder bonding and Cr thin-film deposition on the sidewall of the sensor have been tried.

  99. 形状記憶合金を用いた能動屈曲電子内視鏡

    牧志 渉, 松永 忠雄, 江刺 正喜, 芳賀 洋一

    Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery : J.JSCAS 7 (3) 329-330 2005年12月30日

    ISSN:1344-9486

  100. ナノテクノロジー(ナノメディシン) (人工臓器)

    芳賀洋一

    人工臓器 34 (3) 206-209 2005年12月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.34.206  

    ISSN:0300-0818

  101. Small diameter ultrasound imager for intraluminal forward-looking inspection

    Proceedings of IEEE Sensors 2005 920-923 2005年12月1日

    DOI: 10.1109/ICSENS.2005.1597850  

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    An intraluminal forward-looking ultrasound probe of 3 mm in diameter has been developed. We used the probe as transmitters and receivers to make ultrasound forward-looking and three-dimensional images, but many artifacts are observed because of strong directivity of the probe. For decreasing the directivity of the probe, a convex-shaped 1-3composite PZT transducer which is 0.7 mm in diameter and 0.75 mm curvature radius was fabricated, and low directivity feature was confirmed. A probe which has eight separated 13composite convex-shaped transducers is fabricated. The probe is 3 mm in diameter and a working channel is 0.5 mm in diameter. Acoustic pressure is measured using a hydrophone which is located 10 mm in front of the probe. The emitting acoustic pressure of 43 Pascal is realized with the fabricated probe. When the probe is used as transmitters and receivers, image of an aluminum rod is constructed. © 2005 IEEE.

  102. Development of the pulsation device for rotary blood pumps

    T Yambe, Y Shiraishi, K Sekine, M Shibata, T Yamaguchi, LH Jian, M Yoshizawa, A Tanaka, H Matsuki, F Sato, Y Haga, M Esashi, K Tabayashi, Y Mitamura, H Sasada, S Nitta

    ARTIFICIAL ORGANS 29 (11) 912-915 2005年11月

    出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING

    DOI: 10.1111/j.1525-1594.2005.00159.x  

    ISSN:0160-564X

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    A rotary blood pump ( RP) is desirable as a small ventricular assist device (VAD). However, an RP is non-pulsatile. We tried to develop a device that attaches a pulse to the RP. We also tried to develop a pulse-generating equipment that was not air-pressure driven. The ball screw motor was considered a candidate. The application of a small-sized shape memory alloy was also attempted. An electrohydraulic system was adopted, and actuator power was connected to the diaphragm. The diaphragm was placed on the outer side of the ventricle. Most RPs that have been developed all over the world drain blood from the ventricle. The wave of a pulse should be generated if a pulse is added by the drawn part. The output assistance from the outer side of the ventricle was attempted in animal experiments, and the device operated effectively. This device can be used during implantable operation of RP. This may serve as an effective device in patients experiencing problems in peripheral circulation and in the function of internal organs.

  103. Tube shape piezoelectric 2D microscanner for minimally invasive laser treatment

    Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 76-79 2005年10月25日

    ISSN:1084-6999

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    For precise laser treatment in the human body, a 2D (two dimensional) laser scanning micro tool has been developed. The tool is made up of an optical fiber, a micro rod lens and a 2D microscanner. The 2D microscanner has three piezoelectric unimorph cantilevers that have a ball joint at each tip and a mirror. The mirror is supported by a pivot from underside and is inclined by pushing down by three cantilevers on the top of the mirror. The maximum inclined angle of the mirror is about 26 degrees. For insertion the tool into a working channel of a conventional endoscope, these components are packaged into a 3.8-mm-external-diameter polymer tube. © 2005 IEEE.

  104. 04. 形状記憶合金と磁気ラッチを用いた多段階リニアアクチュエータ(平成16年度東北支部大会抄録, 支部大会抄録)

    櫻井 正博, 松永 忠雄, Bhuiyan M.M.I., 芳賀 洋一

    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 43 (2) 328-328 2005年6月10日

    出版者・発行元:社団法人日本生体医工学会

    ISSN:1347-443X

  105. ナノバイオマテリアルを応用した人工食道の開発 (G.I Research)

    山家智之, 堀, 義生, 渡辺, 誠, 白石泰之, 井ロ篤志, 田林胱一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤 誠, 田中, 明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅 雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 仁田新一, 佐々田比呂志, 佐藤英明, 本間, 大 前田 剛

    G.I Research 13 (4) 19(271)-24(276) 2005年4月

  106. ナノテクノロジーでやさしい医療 --マイクロ・ナノ技術による医用デバイスの開発-- (ビオフィリア)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    ビオフィリア 1 (3) 35-42 2005年4月

  107. 低侵襲検査・治療のためのマイクロ・ナノマシニング技術 (先端加工技術)

    芳賀洋一

    先端加工技術 65 8-11 2005年3月

  108. Focused ultrasonic transducer for localized sonodynamic therapy

    A Yasui, Y Haga, JJ Chen, M Esashi, H Wada

    Transducers '05, Digest of Technical Papers, Vols 1 and 2 2 1660-1663 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/SENSOR.2005.1497408  

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    The aim of this study is to develop the focused ultrasonic transducers using a concave-shaped PZT for localized sonodynamic therapy in the human body. The concave-shaped PZT was fabricated from a bulk PZT using a high-speed micro-milling machine, and then repolarized for the optimized polarization direction. The measurement result of the acoustic field using a PVDF hydrophone indicated that the ultrasound emitted from the focused ultrasonic transducer was successfully focused in three-dimensions. At the focal point, the measured peak intensity would be sufficient for sonodynamic therapy.

  109. 2-D and 3-D tactile pin display using SMA micro-coil actuator and magnetic latch

    T Matsunaga, W Makishi, K Totsu, M Esashi, Y Haga

    TRANSDUCERS '05, DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, VOLS 1 AND 2 1 325-328 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/SENSOR.2005.1496422  

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    2-D and 3-D tactile pin display has been fabricated and developed. Character and graphic information are dynamically displayed by making pins array up and down. Shape Memory Alloy (SMA) micro-coil actuators contract and make the pins up and down when the SMA actuator is heated by supplying electrical current. Magnetic material tube is attached to each pin and a permanent magnet fixes position of the pins up or down state. The mechanism solves problems of heat storage and electrical consumption of the SMA actuator because the current is supplied only when the pins move. A 2-D tactile pin display which has 100 (10 x 10) pins array has been developed and successfully operated. The tactile information are displayed sequentially every 0.3 sec and the pins are latched at 0.1 N by magnetic force. The pins are arranged at a pitch of 2.5 mm and move 2 mm up and down. A multi-step magnetic latch has been developed for a 3-D expression. By using these mechanisms, several tactile information, e.g. 2-D, 3-D, dynamic motions, can be easily displayed.

  110. Focused ultrasonic device for sonodynamic therapy in the human body

    A Yasui, Y Haga, JJ Chen, H Wada

    2005 3rd IEEE/EMBS Special Topic Conference on Microtechnology in Medicine and Biology 2005 154-157 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548411  

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    Sonodynamic therapy is a new modality based on the synergistic effect of ultrasound and a chemical compound referred to as "sonosensitizer" for treatment of diseased sites such as cancer. However, by external ultrasound exposure, it is difficult to transmit ultrasound deep within the human body at adequate intensity because of transmission losses caused by the difference of specific acoustic impedance between media. Therefore, the aim of this study is to develop focused ultrasonic transducers using concave-shaped PZT for localized sonodynamic therapy in the human body. A concave-shaped PZT was fabricated from a bulk PZT using a high-speed micro-milling machine, and then repolarized for the optimized polarization direction. The measurement result of the acoustic field using a PVDF hydrophone indicated that the ultrasound emitted from the transducer was successfully focused in three-dimensions. At the focal point, the measured peak intensity would be sufficient for sonodynamic therapy.

  111. Small diameter hydraulic active bending catheter using laser processed super elastic alloy and silicone rubber tube

    Y Haga, Y Muyari, T Mineta, T Matsunaga, H Akahori, M Esashi

    2005 3RD IEEE/EMBS SPECIAL TOPIC CONFERENCE ON MICROTECHNOLOGY IN MEDICINE AND BIOLOGY 2005 245-248 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548439  

    ISSN:1049-3565

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    Small diameter active bending catheter which is actuated by hydraulic suction mechanism for intravascular minimally invasive diagnosis and therapy, has been developed The catheter is made of a Ti-Ni super elastic alloy (SEA) tub, which is processed by laser micromachining and a silicone rubber tube which covers the outside of the SEA tube. The processed SEA tube consists of a line of rings connected with meandering beams. The active catheter is filled with water and its bending angle is controlled from outside the body by suction of the water. The tip of the silicone rubber tube functions as a valve and closes by initial suction of the water, and the catheter is bent by subsequent suction. External diameter of the fabricated bending active catheter is 0.94 mm and the internal diameter is 0.85 mm. Inner space of the catheter functions as a working channel for insertion medical tools and fluids. The active catheter is effective for insertion in branch of blood vessel which diverse in acute angle which is difficult to proceed, and selective embolization of arteries for treatments tumors. The bending mechanism can be used safely in blood vessel because of its simple structure and materials which is assessed for medical use.

  112. Application of stand-by switching large core diameter optical fiber switch

    MMI Bhuiyan, Y Haga, M Esashi

    IEEE/LEOS Optical MEMs 2005: International Conference on Optical MEMs and Their Applications 151-152 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/OMEMS.2005.1540123  

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    A 1 x 2 optical switch using POF/PCF and an SMA coil actuator with magnetic latches is fabricated and tested. A stand-by switch using the fabricated fiber switches is assembled and its operation is confirmed.

  113. Tactile display for 2-D and 3-D shape expression using SMA micro actuators

    T Matsunaga, K Totsu, M Esashi, Y Haga

    2005 3rd IEEE/EMBS Special Topic Conference on Microtechnology in Medicine and Biology 2005 88-91 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548391  

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    Tactile display which displays character and graphic information dynamically from computer by making pins array up and down has been developed. Shape Memory Alloy (SMA) micro-coil actuators contract and make the pins up and down when an electrical current is supplied. Magnetic material tube is attached to each pin and a permanent magnet fixes position of the pins up or down. Electrical consumption is low because the current is supplied only when the pins move. A 2-D tactile display which has 100 (10 x 10) pins array has been developed and successfully operated. The tactile information were displayed sequentially every 0.3 second and the pins were latched at 0.1 N by magnetic force. The pins are arranged at a pitch of 2.5 mm and move 2 mm up and down individually. In order to present the tactile information accurately, narrower pin pitch of the tactile display is preferable. A module for tactile display with a pin pitch of 1.27 mm has been fabricated and successfully operated. A multi-step magnetic latch has been developed for a 3-D tactile display. By using these mechanisms, large displacement and accurate positioning of the pin for 3-D expression can be realized.

  114. Piezoelectric 2D microscanner for precise laser treatment in the human body

    H Akahori, Y Haga, T Matsunaga, K Totsu, H Iseki, M Esashi, H Wada

    2005 3RD IEEE/EMBS SPECIAL TOPIC CONFERENCE ON MICROTECHNOLOGY IN MEDICINE AND BIOLOGY 2005 166-169 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548415  

    ISSN:1049-3565

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    Laser irradiation in the human body using an optical fiber is an effective method of minimally invasive laser treatment. For realizing precise laser treatment in the human body, a two-dimensional (2D) laser scanning micro tool has been developed. A laser is transmitted through an optical fiber and a micro rod lens. The laser is reflected and scanned by a 2D microscanner and focused on an objective area. The fabricated 2D microscanner has three piezoelectric unimorph cantilevers that have a ball joint at each tip and a mirror. The mirror is supported by a pivot from underside and is inclined by pushing down by three cantilevers on the top of the mirror. The maximum inclined angle of the mirror is 30 degrees. Using potasium-titanyl-phosphate (KTP) laser, a function of the laser scanning is confirmed. For insertion the 2D laser scanning micro tool into a working channel of a conventional endoscope, these components are assembled and packaged into a tube. In the future, this tool can be used not only for laser treatment but also for in vivo microscopic inspection. By combining the 2D microscanner and the microscopic inspection techniques, for example micro confocal laser scanning microscope or Endoscopic Optical Coherence Tomography (EOCT), the tool might be more effective for precise laser treatment.

  115. Active bending ileus tube using shape memory alloy for treatment of intestinal obstruction

    Y Haga, M Mizushima, T Matsunaga, K Totsu, M Esashi

    2005 3RD IEEE/EMBS SPECIAL TOPIC CONFERENCE ON MICROTECHNOLOGY IN MEDICINE AND BIOLOGY 2005 249-252 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548440  

    ISSN:1049-3565

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    Soft and long silicone rubber tube (Long Intestinal Tube; LIT) is commonly used for conservative treatment in intestinal obstruction (ileus). The LIT is inserted into the intestine for depressurization by continuous suction from outside the body. In insertion of the tube, it is difficult to pass the lower opening of the stomach (pylorus) because of its narrowness. An LIT that has stainless steel weights at the tip is most widely used for the insertion. This tube utilizes gravity to facilitate manipulation of the tip. However, a patient must endure pain when he or she changes position. For accurate positioning of the tip, active bending LIT using shape memory alloy (SMA) coil micro actuator, which contracts by supplying electrical current has been developed. The tube consists of a bending tip (external diameter, 6 mm; length, 40 mm) and a 3-m-long silicone rubber tube. It enables easier and more reliable passage at the pylorus. The maximum bending angle was 110 degrees and the bending tip is flexible even if it bends because of softness of the SMA micro-coil. The surface temperature of the tip during active bending motion was measured under conditions of 38 degrees C and it takes 45 seconds for the surface temperature to rise over 41 degrees C when the bending angle is maintained at 30 degrees.

  116. Forward-looking ultrasound imager using convex-shaped 1-3composite transducer for intravascular treatment

    JJ Chen, Y Haga, O Oshiro, K Chihara, M Esashi

    2005 3rd IEEE/EMBS Special Topic Conference on Microtechnology in Medicine and Biology 2005 345-348 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548469  

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    An intravascular forward-looking ultrasound probe (FLUP) of 3 mm in diameter has been developed. We used the FLUP as acoustic sources and receivers to make an ultrasound forward-looking image, but many artifats were observed because of strong directivity of the FLUP. To confirm the affection of directivity, in ultrasound forward-looking images, laser induced breakdown (LIB) was used as a low directional transmitter and a FLUP was used as a receiver, a fine image was successfully obtained because the LIB can provide an almost completely spherical ultrasound pulse wave. For decreasing the directivity, of FLUP, convex-shaped 1-3 composite PZT transducer (0.7 mm in diameter and 0.75 mm curvature radius) was fabricated, and low directivity feature was confirmed. A probe which has eight separated 1-3 composite convex-shaped transducers were fabricated. The probe is 3 mm in diameter and a working channel is 0.5 mm in diameter. Acoustic pressure was measured using a hydrophone which was located 10 mm in front of the FLUP. The emitting acoustic pressure of 40 Pa was realized with the fabricated probe. When the probe was used as acoustic sources and receivers, echo signal of an aluminum plate was observed.

  117. 125μm diameter fiber-optic pressure sensor system using spectrometer-based white light interferometry with high-speed wavelength tracking

    2005 3rd IEEE/EMBS Special Topic Conference on Microtechnology in Medicine and Biology 2005 170-173 2005年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/MMB.2005.1548416  

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    A fiber-optic Fabry-Perot interferometric medical pressure sensor of 125 μm in diameter and results of animal experiments are presented. A Fabry-Perot cavity is formed at an optical fiber end using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. Deformation of the diaphragm of the sensor induced by pressure varies the Fabry-Perot cavity length. White light interferometry is used for detecting the change of cavity length to avoid noise caused by bending of the optical fiber and fluctuation of the light source. The spectrum of the modulated reflection light from the sensor interferometer is measured by high-speed spectrometer controlled by a micro-controller with parallel signal processing. The detection system tracks peak wavelengths of the modulated light and determines the sensor cavity length, which corresponds the applied pressure. Pressure changes have been monitored by using the developed detection system. The total rate of sampling at the spectrometer, data transfer from the spectrometer to the micro-controller, calculation and data output is 800 Hz. Animal experiments using a rat have been carried out and dynamic blood pressure changes in a carotid artery have been successfully monitored. © 2005 IEEE.

  118. Addition of rhythm to non-pulsatile circulation

    Biomedicine and Pharmacotherapy 58 2004年10月1日

    DOI: 10.1016/S0753-3322(04)80024-6  

    ISSN:0753-3322

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    The development of a rotary blood pump (RP) is desirable as it can be used as a small ventricular assistance device (VAD). However, a RP does not generate any pulse. It may be physiologically better for the patient if the RP could generate a pulse. We have attempted to develop a device that produces a pulse in the RP. Intra-aortic balloon pumping (IABP) is effective in producing a pulse. However, the IABP cannot be implanted inside the body. Therefore, an attempt was made to develop pulse-generating equipment that was not driven by air pressure. The ball screw motor was considered as a possible candidate. In the future, we plan to apply small shape memory alloys. An electrohydraulic system was adopted, and actuator power output was connected to the diaphragm. The diaphragm was placed outside the ventricle. Most RPs developed throughout the world drain blood from the ventricle. The pulse wave should be generated if a pulse is added by the part from which blood is being drawn. In this study, animal experiments were conducted and the output assistance was tested from outside the ventricle. The device operated effectively in the animal experiment. The RP can easily be equipped with this device at the time of performing the implant operation. For a patient with problems of peripheral circulation and the internal organ fiunction, it may prove to be an effective device. © 2004 Elsevier SAS. Tous droits réservés.

  119. Development of an implantable undulation type ventricular assist device for control of organ circulation

    T Yambe, Y Abe, K Imachi, Y Shiraishi, MI Shibata, T Yamaguchi, QT Wang, XD Duan, HJ Liu, M Yoshizawa, A Tanaka, H Matsuki, F Sato, YI Haga, M Esashi, K Tabayashi, Y Mitamura, H Sasada, M Umezu, T Matsuda, SI Nitta

    ARTIFICIAL ORGANS 28 (10) 940-944 2004年10月

    出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING INC

    DOI: 10.1111/j.1525-1594.2004.07382.x  

    ISSN:0160-564X

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    It is well known that a rotary blood pump (RP) is effective as a small ventricular assist device (VAD). It might be still more effective if pulsation was available. The undulation pump (UP), which is a type of small RP, can also produce pulsation. In Japan, a development project for an implantable type UP ventricular assist device (UPVAD) is now advanced. Six universities and some companies together have been in charge of the development project for 5 years. In this study, the influence which the UP under development has on circulation in internal organs was investigated. Goats with the same weight as an average Asian person were used for the experiment. The left chest cavity was opened after resection of the fourth rib and the heart was approached. A cannula was inserted in the left ventricle from the apex. An outflow cannula was inserted into the left descending aorta. Heart muscle was excised using a newly developed puncher. The UPVAD was implanted using a left-heart bypass system. The myocardial blood flow, carotid arterial blood flow, and the kidney blood flow were recorded together with an electrocardiogram, blood pressure, and the flow rate. In these animal experiments, the blood circulation dynamic state was stabilized and sufficient support of the left heart was observed. Myocardial blood flow, carotid arterial flow, and a kidney blood flow increase resulting from UPVAD support was observed. Often the problem of multiple organ failure is important at the time of clinical application of a ventricular assist device. Assisting circulation to internal organs is important for prevention of multiple organ failure. It was concluded that the UPVAD might be useful for prevention of multiple organ failure.

  120. Component engineering for an implantable system

    QT Wang, T Yambe, Y Shiraishi, M Esashi, Y Haga, M Yoshizawa, F Sato, H Matsuki, K Imachi, Y Abe, H Sasada, S Nitta

    ARTIFICIAL ORGANS 28 (10) 869-873 2004年10月

    出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING INC

    DOI: 10.1111/j.1525-1594.2004.07383.x  

    ISSN:0160-564X

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    Component engineering is important for the development of implantable-type rotary blood pumps (RP). The authors are conducting elementary development of an implantable artificial heart. A sensor system detects information in the living body. An automatic control system performs the drive control. Energy is provided by a transcutaneous energy transmission system (TETS). Various artificial hearts are being created. Miniaturization resulting from an increase in operating frequency is planned. A vibrating flow pump (VFP) has a reduced size of pumping chamber because of the high-speed reciprocating movement. Undulation pump ventricular assist devices (UPVAD) are small, lightweight rotary pumps. VFPs are useful in the medical treatment of multiple organ failure (MOF). UPVADs are planned to be permanent-use RPs. The purposes of these two artificial hearts differ, although they have a common component. The authors are developing TETS by using amorphous fibers, making efficient power transmission possible. Control information input from a micro or nano sensor is realized. A control algorithm has been developed and baroreflex control has been successful. Artificial heart development, fully exploiting component engineering, continues.

  121. Optical Switches for Large Core Diameter Optical Fibers (POF &amp; PCF)

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 5346 126-133 2004年5月10日

    DOI: 10.1117/12.532259  

    ISSN:0277-786X

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    POF (Plastic Optical Fiber) is more suitable than the quartz optical fiber for indoor LAN (Local Area Network), for example in-home or office networks because of its flexibility and ease of connection by relatively large core diameter. 1 x 2 optical switches for indoor LAN using POF have been developed. For switching by movement of a POF, large displacement is necessary as core diameter is large (e.g. 0.486mm). A SMA (shape memory alloy) coil actuator is used for large displacement and a magnetic latching system is used for fixing the position of the shifted POF. Switching speed is less than 0.5 second and the insertion loss of the fabricated switch is 0.40 to 0.50dB. The insertion loss is 0.06 to 0.09dB using index-matching oil. PCF (Plastic Clad Fiber) has also large core diameter (e.g. 0.20mm) and an optical switches using PCF will be useful for short distance network between buildings.

  122. ナノテクを応用した人工臓器開発の新しい地平 (未来材料)

    山家智之, 掘 義生, 井ロ篤志, 芳賀洋一, 吉澤 誠, 松木英敏, 川野恭之, 高木敏行, 圓山重直, 段 旭東, 井街 宏, 佐藤英明, 久保 豊, 梅津光生, 前田 剛, 白石泰之, 田林晄一, 江刺正喜, 田中 明, 佐藤文博, 羅 雲, 早瀬敏幸, 王 慶田, 仁田新一, 佐々田比呂志, 岡本英治, 大坂元久, 本間 大

    未来材料 4 (8) 30-37 2004年4月

  123. 新しい血管内超音波イメージング装置の開発 血管内前方視超音波内視鏡 (検査技術)

    芳賀洋一, 陳 俊傑, 江刺正喜

    検査技術 9 (12) 12-16 2004年4月

  124. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲検査・治療機器 (日本AEM学会誌)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    日本AEM学会誌 12 (2) 106-111 2004年4月

  125. 404 圧電駆動マイクロ 2 次元スキャナーを用いた体腔内レーザー治療用デバイスの開発

    赤堀 寛昌, 芳賀 洋一, 江刺 正喜, 和田 仁

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2004 (16) 115-116 2004年1月21日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

  126. 低侵襲医療のためのマイクロマシニング (日本医事新報)

    芳賀洋一

    日本医事新報 4159 131-132 2004年1月10日

  127. Fabrication of low directional acoustic transducers for intravascular forward-looking imaging

    JJ Chen, Y Haga, H Akahori, O Oshiro, K Chihara, M Esashi

    MEMS 2004: 17TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS, TECHNICAL DIGEST 857-860 2004年

    出版者・発行元:IEEE

    ISSN:1084-6999

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    This paper describes an intravascular ultrasound forward-looking imaging and a fabrication of low directional acoustic transducer. We used a forward-looking ultrasound probe (FLUP) as acoustic sources and receivers to make an ultrasound forward-looking image, but a clear image could not be obtained because of strong directivity of the FLUP. By using laser induced breakdown (LIB) as acoustic sources and the FLUP as receivers, a fine image of reflector was successfully obtained because of the LIB can provide an almost completely spherical ultrasound pulse wave. For using LIB in a human body, an intravascular fiber-optic ultrasound transmitter was fabricated. A low directional convex shape 1-3 composite PZT transducer (0.7 mm in diameter and 0.75 mm curvature radius) was fabricated. Decreased the directivity of the fabricated convex shape 1-3 composite PZT was confirmed, and an 8 ring-array convex shape 1-3 composite PZT transducers (3 mm in outside diameter and 1.5 mm in inside diameter) has been fabricated as receivers. These low directional acoustic transducers are suitable for decreasing the directional loss of the echo signal from the reflector.

  128. Large displacement optical switching mechanism using SMA microactuator and magnetic latch

    MMI Bhuiyan, Y Haga, M Esashi

    MEMS 2004: 17TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS, TECHNICAL DIGEST 61-64 2004年

    出版者・発行元:IEEE

    ISSN:1084-6999

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    POF (Plastic Optical Fiber) is more suitable than the quartz optical fiber for indoor LAN (Local Area Network), for example in-home or office networks because of its flexibility and ease of connection by relatively large core diameter. 1 x 2 optical switches for indoor LAN using POF have been developed. For switching by movement of a POF, large displacement is necessary as core diameter is large (e.g. 0.486mm). A SMA (shape memory alloy) coil actuator is used for large displacement and a magnetic latching system is used for fixing the position of the shifted POF Switching speed is less than 0.5 second and the insertion loss of the fabricated switch is 0.40 to 0.50dB. The insertion loss is 0.06 to 0.09dB using index-matching oil. PCF (Plastic Clad Fiber) has also large core diameter (e.g. 0.20mm) and an optical switches using PCF will be useful for short distance network between buildings.

  129. A210 血管内前方観察超音波プローブの開発

    陳 俊傑, 芳賀 洋一, 赤堀 寛昌, 江刺 正喜

    バイオフロンティア講演会講演論文集 2003 (14) 113-114 2003年9月17日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

    ISSN:1348-2939

  130. ナノテク集積人工心筋開発プロジェクト (循環制御)

    山家智之, 白石泰之, 井口篤志, 田林晄一, 芳賀洋一, 江刺正喜, 吉澤 誠, 田中明, 松木英敏, 佐藤文博, 川野恭之, 羅 雲, 高木敏行, 早瀬敏幸, 圓山重直, 王慶 田, 段 旭 東, 新田新一, 岡本英治, 久保 豊, 大坂元久, 梅津光生

    循環制御 24 (2) 111-117 2003年4月

  131. 26.二次元触覚ディスプレイの開発(平成14年度東北支部大会抄録)

    牧志 渉, 芳賀 洋一, 岩見 健太郎, 江刺 正喜

    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 41 (1) 69-69 2003年3月10日

    出版者・発行元:社団法人日本生体医工学会

    ISSN:1347-443X

  132. B-12-10 形状記憶合金コイルと磁気ラッチを用いた光スイッチの開発

    モイヌル・イスラム・ブイヤン, 芳賀 洋一, 牧志 渉, 江刺 正喜

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (2) 615-615 2003年3月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  133. Non-planer Photo-fabrication of an Actuator-Unit from a Shape Memory Alloy Pipe

    Takashi Mineta, Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 123 (5) 158-162 2003年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.123.158  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

    eISSN:1347-5525

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    This paper reports a new photo-fabrication method of an actuator unit from a shape memory alloy (SMA) pipe. Three meandering actuators, which are linked one another, have been fabricated from an SMA pipe. The outer diameter and the wall thickness of the pipe are 600μm and 50μm, respectively. After the SMA pipe was dip coated with positive photoresist, the photoresist was patterned by using projection exposure method for an etching mask. The SMA pipe was electrochemically etched in the LiCl-ethanol solution with a Cu dummy layer, which was deposited on the inside wall of the pipe by electroless plating previously. The batch fabrication method can simplify the assembly of an active catheter, because the actuators are fabricated as a self-assembled unit. Keywords : shape memory alloy, pipe, actuator, non-planer, photo-fabrication. © 2003, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.

  134. Bach fabrication of microlens at the end of optical fiber using self-photolithgraphy and etching techniques

    Phan Ngoc Minh, Takahito Ono, Yoichi Haga, Kazumi Inoue, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane, Masayoshi Esashi

    Optical Review 10 (3) 150-154 2003年

    DOI: 10.1007/s10043-003-0150-4  

    ISSN:1340-6000

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    This paper describes a simple batch process for fabrication of microlens and microlens array at the end of an optical fiber or an optical fiber bundle using self-photolithography and etching techniques. A photoresist micro-cylinder was exactly formed at the core of the fiber end by exposing an UV light from the other end of the fiber and conventional development, rinse processes. A photoresist microlens was formed by thermal reflowing of the fiber at 170°C for 1 h. A measurement of transmissivity showed that the fabricated photoresist microlens is applicable for a wavelength that is longer than 450 nm. Alternatively, a glass microlens was fabricated at the core of the fiber by dry etching with an SF6 gas using the photoresist microlens as a mask. The focusing of the lensed fiber was confirmed and simulation work showed that the lensed fiber could focus the light with a beam spot of 2 μm. numerical aperture (NA) of 0.285 and a depth of focus of 16 μm.

  135. Vacuum sealed ultra miniature fiber-optic pressure sensor using white light interferometry

    K Totsu, Y Haga, M Esashi

    BOSTON TRANSDUCERS'03: DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, VOLS 1 AND 2 1 931-934 2003年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/SENSOR.2003.1215628  

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    We have developed a fiber-optic Fabry-Perot interferometer pressure sensor of 125mum in diameter of which cavity is sealed in vacuum. White light interferometry is used to avoid noise caused by bending of the optical fiber and a fluctuation of the light source. The reflection light is measured by high-speed spectrometer. A Fabry-Perot cavity is formed at the optical fiber end. A deformation of the diaphragm induced by pressure varies the cavity length. To avoid influence of temperature change to the sensor output, the cavity is sealed in vacuum. The sensing element is bonded to the optical fiber end by soldering in vacuum. Sn layer is formed on the metal spacer of the sensing element and is bonded to the Cr/Cu/Au layer patterned at the optical fiber, end. Cr half-mirror is also patterned at the core of the fiber end for making interferometer. Pressure is successfully monitored in real-time using the sensor system.

  136. Piezoelectric 2D micro scanner for minimally invasive therapy fabricated using femtosecond laser ablation

    N Kikuchi, Y Haga, M Maeda, W Makishi, M Esashi

    BOSTON TRANSDUCERS'03: DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, VOLS 1 AND 2 1 603-606 2003年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/SENSOR.2003.1215545  

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    Piezoelectric two dimensional (21)) micro scanner was developed for medical laser scanning micro tool that is inserted in the human body and observes tissue microstructures optically and scans laser for treatment. The structure of developed micro scanner consists of three piezoelectric unimorph cantilevers, a mirror, three flexible joints and a pivot. The joints link the end of the unimorph cantilevers with the mirror. The size of the micro scanner part is 1.6mm x 5.0mm, and the thickness is 100mum. The mirror tilted in two dimensions and maximum tilting angle was 2.23 degree when 60V was applied. The 2D scanner and optical system will be packaged in a tube of 2mm diameter which can be inserted in a working channel of a conventional endscope.

  137. マイクロマシニング技術の外科臨床への応用 (Surgery Frontier)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    Surgery Frontier 9 (1) 41-46 2002年4月

  138. 低侵襲治療用マイクロマシンとセンサ (材料の科学と工学)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    材料の科学と工学 39 (4) 28-31 2002年4月

  139. 医科機器へのマイクロマシン技術の応用と課題 (医科器械学)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    医科器械学 72 (8) 367-372 2002年4月

  140. An active guide wire with shape memory alloy bending actuator fabricated by room temperature process

    T Mineta, T Mitsui, Y Watanabe, S Kobayashi, Y Haga, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 97-8 632-637 2002年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/S0924-4247(02)00021-3  

    ISSN:0924-4247

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    An active guide wire of 0.5 mm outer diameter has been developed. The guide wire has a simple and flexible structure that consists of a NiTi shape memory alloy (SMA) bending actuator with meandering shape and a bias coil that is covered with thin polyurethane, tube. It can bend to one-direction by heating with electric current and is restored by the bias coil. Large current was necessary to bend the guide wire in water, however, it could bend over 60degrees. The rise of the surface temperature of the guide wire was less than 5 degreesC in water. The SMA bending actuator has been photo-fabricated from a flatten SMA sheet which was spread flat after it was memorized in curve-shape. In order to fabricate the actuator below the transition temperature of the SMA. a room temperature photo-fabrication process has been also developed. 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  141. 低侵襲治療用マイクロマシンとセンサ (特集 マイクロマシンと材料)

    芳賀 洋一, 江刺 正喜

    材料の科学と工学 39 (4) 158-161 2002年

    出版者・発行元:日本材料科学会

    ISSN:1347-4774

  142. Electrochemical etching of shape memory alloy using new electrolyte solutions

    Proceedings of the IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 376-379 2002年1月1日

    DOI: 10.1109/MEMSYS.2002.984281  

    ISSN:1084-6999

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    This paper presents electrochemical etching characteristics of shape memory alloy (SMA) using new electrolytes of inorganic salt in alcohol, in comparison with conventional H2SO4-methanol solution. Pattern etching of SMA sheets could be carried out in the electrolyte solutions using LiCl and NH4Cl. Especially in the case of the 1mol/l LiCl -ethanol, good etching properties such as controllable low etch rate, uniform etching depth and flat etched surface were obtained. The etch factor (=etching depth/side etching width) was 1.5 in 1mol/l LiCl-ethanol and 2.0 in 0.1mol/l LiCl-ethanol. Throughout etching could be carried out by using a backside dummy metal. This etching technique has been applied to the micromachining of SMA sheet and SMA pipe for fabrication of actuators.

  143. Active catheter, active guide wire and related sensor systems

    Y Haga, T Mineta, M Esashi

    ROBOTICS, AUTOMATION AND CONTROL AND MANUFACTURING: TRENDS, PRINCIPLES AND APPLICATIONS 14 291-296 2002年

    出版者・発行元:TSI PRESS

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    Active catheters and active guide wires which move like a snake utilizing distributed Shape Memory Alloy (SMA) actuators have been developed for catheter-based minimally invasive diagnosis and therapy. Active catheters and guide wires can have. bending, torsional and extending mechanisms. Communication and control IC chips in the active catheter reduce the number of lead wires for control. An ultra minature fiber-optic pressure sensor, a forward-looking ultrasonic probe and a magnetic position and orientation sensor have been developed for multifunctional catheters and multifunctional guide wires. These moving mechanisms and several sensors, which are equipped near the tip of the catheter and the guide wire will provide detail information near the tip and have doctors perform delicate and effective catheter intervention.

  144. Development of active catheter, active guide wire and micro sensor systems

    Interventional Neuroradiology 7 (SUPPL. 1) 125-130 2001年12月1日

    ISSN:1123-9344

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    Active catheters and active guide wires which move like a snake have been developed for catheter-based minimally invasive diagnosis and therapy. Communication and control IC chips in the active catheter reduce the number of lead wires for control. The active catheter can be not only bent but also torsioned and extended. An ultra minature fiber-optic pressure sensor, a forward-looking ultrasonic probe and a magnetic position and orientation sensor have been developed for catheters and guide wires. These moving mechanisms and several sensors which are fitted near the tip of the catheter and the guide wire will provide detailed information near the tip and enable delicate and effective catheter intervention.

  145. Hybrid optical fiber-apertured cantilever near-field probe

    Phan Ngoc Minh, Takahito Ono, Hisashi Watanabe, Seung Soup Lee, Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    Applied Physics Letters 79 (19) 3020-3022 2001年11月5日

    DOI: 10.1063/1.1416475  

    ISSN:0003-6951

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    In this letter, we propose a hybrid optical fiber-apertured cantilever probe for optical near-field applications. A thermal SiO2 cantilever beam with a SiO2 pyramidal tip was formed by Si micromachining technique and bonded with an optical fiber using a polyimide adhesive layer. A subwavelength aperture at the apex of the SiO2 tip was formed by etching the SiO2 in a buffered-HF solution. Optical near-field imaging in contact mode was observed with the fabricated probe. The probe could work in contact mode because the cantilever at the end of the fiber can flexibly move on the sample surface. By detecting the far-field light which is reflected-back by the tip of the cantilever, the vibration of the cantilever was observed using the probe itself. With the proposed structure, a hybrid fiber bundle-apertured cantilever array is feasible for application in parallel near-field processing or data storage. © 2001 American Institute of Physics.

  146. 医療用能動カテーテル (未来材料)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    未来材料 1 (7) 41-47 2001年7月

  147. ナノ医療マシン その現状と展望 (ACCESS)

    江刺正喜, 芳賀洋一

    ACCESS 16 (6) 33-35 2001年4月

  148. MM5 マイクロマシンの可能性

    江刺 正喜, 芳賀 洋一

    日本外科学会雑誌 102 185-185 2001年3月10日

    出版者・発行元:一般社団法人日本外科学会

    ISSN:0301-4894

  149. Batch fabricated flat meandering shape memory alloy actuator for active catheter

    T Mineta, T Mitsui, Y Watanabe, S Kobayashi, Y Haga, M Esashi

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 88 (2) 112-120 2001年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/S0924-4247(00)00510-0  

    ISSN:0924-4247

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    We have developed a new batch fabrication process of a shape memory alloy (SMA) sheet based on electrochemical pulse etching with a sacrificial dummy metal layer. The method has realized a throughout micromachining of the SMA sheet. Using the new batch fabrication process, flat meandering S-shape SMA actuators of 38 mum in thickness have been developed. The actuators whose widths were narrower than 290 mum could generate the forces over 75 mN. The batch fabrication process was also applied to a micromachining of NiTi super elastic alloy (SEA) helical coils. A small outer diameter active catheter was developed by using the flat meandering SMA actuators of 290 mum in width and the SEA helical coil of about 460 mum in outer diameter. The outer diameter of the catheter without an outer tube was 0.8 mm. A silicon rubber outer tube of 75 mum in wall thickness was put on the catheter, nevertheless, the outer diameter was smaller than 1 mm. The bending angle of the developed active catheter without the outer tube was about 50 degrees at heating current of 60 mA. The bending angle tended to be lower after the outer tube was put on, however, the catheter with outer tube could be bent to the angle of 35 degrees. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  150. A thermomechanical relay with microspring contact array

    YX Liu, XH Li, T Abe, Y Haga, M Esashi

    14TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS, TECHNICAL DIGEST 220-223 2001年

    出版者・発行元:IEEE

    ISSN:1084-6999

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    A micromachined thermomechanical relay with Au microspring contact array is presented. Thermally excited Al-SiO2 bimorph cantilevers have been fabricated with micromachining technology Sputtered Au/Pt/Ti contacts are formed on the tip of the cantilevers and microheaters are built in the cantilevers. In order to reduce the ON-resistance and to avoid the metallic binding between Au contacts, Au microspring contact array is fabricated on Pyrex glass. The fabricated thermomechanical microrelay is operated with input power levels ranging from 20-80 mW at frequencies up to 3 KHz. The ON resistance R-ON, that includes contact resistance and signal line resistance is in the range of 200-500 m Omega and switching time is about 300 mu sec. 10(7) cycles operation has been performed keeping the R-ON around 300 m Omega.

  151. Microsystem and its application fom bioengineering

    T. Ono, Y. Haga, K. Takahashi, M. Esashi

    Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme 45 (15) 2542-2549 2000年11月

    ISSN:0039-9450

  152. 特集 マイクロマシニングの新展開 能動カテーテル (InterLab)

    芳賀洋一

    InterLab 20 37-39 2000年6月

  153. カテーテル搭載用光ファイバ圧力センサ (計測と制御)

    芳賀洋一, 勝間田卓, 南和幸, 江刺正喜

    計測と制御 39 (4) 292-295 2000年4月

    出版者・発行元:The Society of Instrument and Control Engineers

    DOI: 10.11499/sicejl1962.39.292  

    ISSN:0453-4662

  154. 医療用能動カテーテル (SUT BULLETIN)

    芳賀洋一

    SUT BULLETIN 17 (5) 32-37 2000年4月

  155. マイクロシステムとそのバイオへの応用 (蛋白質 核酸 酵素)

    小野崇人, 芳賀洋一, 高橋一憲, 江刺正喜

    蛋白質 核酸 酵素 45 (15) 2542-2549 2000年4月

  156. マイクロマシンの最新動向と医療への応用のこれから (新医療)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    新医療 27 (2) 64-67 2000年2月

  157. Batch fabricated flat winding shape memory alloy actuator for active catheter

    Proceedings of the IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 375-380 2000年1月1日

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    Batch fabrication process of a shape memory alloy (SMA) sheet based on electrochemical pulsed etching with a sacrificial dummy metal layer has been studied and flat winding S-shape SMA actuators have been developed. The actuators are 38 μm in thickness and generated forces from 40 to 95 mN were obtained according to the width from 410 to 170 μm. The flat winding SMA actuator could realize active catheter with small outer diameter and wide inner working channel. The batch fabrication process was also applied to micromachining of NiTi super elastic alloy (SEA) for biasing spring of the catheter.

  158. Assembly of Bending, Torsional and Extending Active Catheter Using Electroplating

    Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 120 (11) 515-520 2000年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.120.515  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

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    This paper reports a new batch fabrication method of active catheters which have bending, torsional and extending functions for steering. The active catheter consists of shape memory alloy (SMA) coil actuators and a liner coil to return to its original shape. The SMA coil and the liner coil are connected each other using electroplating of nickel and electrodeposition of acrylic polymer. This novel method makes low cost assembly and small diameter (ϕ1.4mm) possible. © 2000, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.

  159. Bending, torsional and extending active catheter assembled using electroplating

    HAGA Y.

    Proceedings of the IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 181-186 2000年1月1日

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    This paper reports a new batch fabrication method of active catheters which have bending, torsional and extending functions for medical applications. The active catheter consists of shape memory alloy (SMA) coil for actuator and a stainless steel liner coil. The SMA coil and the liner coil are connected using nickel electroplating and acrylic resin electrodeposition. This novel method makes low cost assembly and small diameter (φ1.4 mm) possible. New fabrication method of small diameter and thin wall tubular structure which is suitable for active catheters was developed. The tubular structure consists of stainless steel spring coil, evaporated parylene membrane and dip coated biocompatible polyurethane.

  160. Silicon bulk micromachining

    1st Annual International IEEE-EMBS Special Topic Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology - Proceedings 7-12 2000年1月1日

    DOI: 10.1109/MMB.2000.893730  

  161. 電気めっきを用いた細径能動カテーテルの組み立て

    芳賀 洋一, 江刺 正喜

    電気学会研究会資料. MM, マイクロマシン研究会 1999 (22) 13-18 1999年11月11日

  162. 細径能動カテーテルのための螺旋骨格薄肉チューブの開発

    芳賀 洋一, 江刺 正喜, 前田 重雄

    電気学会研究会資料. MM, マイクロマシン研究会 1999 (22) 55-60 1999年11月11日

  163. 特集 医用生体工学研究の最前線、マイクロマシニングと低侵襲医療 (電気学会誌)

    江刺正喜, 芳賀洋一

    電気学会誌 119 (11) 689-691 1999年11月

    出版者・発行元:The Institute of Electrical Engineers of Japan

    DOI: 10.1541/ieejjournal.119.689  

    ISSN:1340-5551

  164. 特集 マイクロマシンと医療機器 医療機器開発のための基盤技術 (クリニカルエンジニアリング)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    クリニカルエンジニアリング 10 (1) 10-18 1999年1月

  165. Active Catheter Using Multi-Link-Joint Structure Fabricated in Silicon Wafer

    Takashi Mineta, Yoshiyuki Watanabe, Seiya Kobayashi, Yoichi Haga, Masayoshi Esashi

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 119 (12) 615-619 1999年

    DOI: 10.1541/ieejsmas.119.615  

    ISSN:1347-5525 1341-8939

    eISSN:1347-5525

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    An active catheter using silicon multi-link-joint structure has been developed. This catheter has a function of controllable bending motion like a snake by incorporation of distributed shape memory alloy (SMA) coil actuators and restoring silicon springs. The mechanical structure that consists of links and connecting bendable beams was fabricated in silicon wafers by using bulk micromachining technique. This method has an advantage that plural catheters can be fabricated by batch process. © 1999, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.

  166. Active catheter and microsensors for catheter

    Japanese Journal of Artificial Organs 27 662-670 1998年12月1日

    ISSN:0300-0818

  167. 能動カテーテルとカテーテル搭載用センサ (人工臓器)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    人工臓器 27 (5) 662-670 1998年5月

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.27.5_662  

    ISSN:0300-0818

  168. 超音波体腔内走査のためのマイクロマシン技術 (先端医療)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    先端医療 5 (1) 48-51 1998年2月

  169. Small diameter active catheter using shape memory alloy

    Y Haga, Y Tanahashi, M Esashi

    MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS - IEEE ELEVENTH ANNUAL INTERNATIONAL WORKSHOP PROCEEDINGS 419-424 1998年

    出版者・発行元:IEEE

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    Three kinds of active catheters whose outside diameters are less than 2mm were fabricated. One uses polymer links, the other two are linkless active catheters using adhesive. Distributed shape memory alloy (SMA) coil were used as actuators for the active motion. There are endoskeletal type and exoskeletal type in the linkless active catheters. We have applied the endoskeletal type active catheter to intraureteral ultrasonography used in a kidney. Concept of an advanced multifunction active catheter is mentioned.

  170. Fractal Dimension Analysis of the Oscillated Blood Flow with a Vibrating Flow Pump

    Tomoyuki Yambe, Taro Sonobe, Shigeru Naganuma, Shin‐ichi Kobayashi, Shunsuke Nanka, Hiroshi Akiho, Yoshito Kakinuma, Mikio Mitsuoka, Shigeki Chiba, Noboru Ohsawa, Youichi Haga, Kenji Idutsu, Shin‐ichi Nitta, Takeo Fukuju, Makoto Miura, Naoki Uchida, Naoshi Sato, Kouichi Tabayashi, Akira Tanaka, Naohiko Yoshizumi, Kenichi Abe, Misako Takayasu, Hideki Takayasu, Makoto Yoshizawa, Toshihiro Maekawa, Hiroyuki Hashimoto

    Artificial Organs 19 (7) 729-733 1995年

    DOI: 10.1111/j.1525-1594.1995.tb02413.x  

    ISSN:1525-1594 0160-564X

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    Abstract: To analyze the hemodynamic parameters during circulation with oscillated blood flow, nonlinear mathematical analyzing techniques, including fractal theory, were utilized. Vibrating flow pumps (VFP) were implanted as a left heart bypass, and the ascending aorta was clamped to constitute the total left heart circulation with oscillated blood flow in acute animal experiments using 7 adult goats. Using nonlinear mathematical analyzing techniques, reconstructed attractors of the arterial blood pressure waveform in the phase space during natural circulation and oscillated circulation were analyzed. Using the Grassberger‐Procaccia correlation dimension analyzing technique, fractal dimension analysis of the reconstructed attractor was performed. During VFP bypass, lower fractal dimensions of the reconstructed attractor were shown compared with those during natural heart circulation. The results suggest that lower dimensional chaotic dynamics contributed to the circulation with oscillated blood flow. © 1995 International Society for Artificial Organs

  171. CHAOTIC BEHAVIOR OF HEMODYNAMICS WITH VENTRICULAR ASSIST SYSTEM

    T YAMBE, S NANKA, T SONOBE, S NAGANUMA, S KOBAYASHI, H AKIHO, Y KAKINUMA, M MITSUOKA, S CHIBA, N OHSAWA, Y HAGA, K IDUTSU, S NITTA, T FUKUJU, M MIURA, N UCHIDA, N SATO, K TABAYASHI, A TANAKA, N YOSHIZUMI, K ABE, M TAKAYASU, H TAKAYASU, M YOSHIZAWA

    INTERNATIONAL JOURNAL OF ARTIFICIAL ORGANS 18 (1) 17-21 1995年1月

    出版者・発行元:WICHTIG EDITORE

    ISSN:0391-3988

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    In order to analyze hemodynamic parameters during-left ventricular assistance as an entity and not as decomposed parts, non-linear mathematical techniques were utilized. Pneumatically actuated ventricular assist systems (VAS) were implanted as left heart bypasses in acute animal experiments, using healthy adult mongrel dogs. By the use of the non-linear mathematical technique, the arterial blood pressure waveform (AP) was embedded into the four-dimensional phase space and projected into the three-dimensional phase space. The Lyapunov numerical method was used as an adjunct to the graphical analysis of the state space. The phase portrait of the attractor showed a complex structure; a three dimensional solid torus with a screw type structure as a part, suggesting deterministic chaos in the AP without left ventricular assistance. Positive lyapunov exponents confirmed the existence of chaos. During counterpulsation mode left ventricular assistance, the phase portrait of the attractor showed a more complex structure, and positive Lyapunov exponents suggested a greater dimensional deterministic chaos. However, non-structured patterns were seen in the phase space during internal mode VAS driving, suggesting the possibility of dissipative dynamics in the four dimensional phase space. These results suggest that the cardiovascular system with counterpulsation mode VAS driving is in a homeochaotic state, which is thought to be a flexible and intelligent control system. And there is greater dimensional complex dynamics in the circulatory regulatory system with VAD during internal mode assistance.

  172. Identification of the deterministic chaos in cardiovascular dynamics by the use of the non-linear mathematics.

    Science Reports of the Research Institutes Tohoku University - Series C Medicine 39 1-5 1993年12月1日

    ISSN:0371-2761

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    Chaotic behavior in cardiovascular dynamics was thought to be one of the important information to analyze the circulatory regulatory system. Several investigators studied the attractor in the signals of the electrocardiogram, and found the strange attractor, suggesting dynamics compatible with deterministic chaos, by the use of the non-linear mathematics. It is interesting problem to analyze the hemodynamic parameters by the use of non-linear mathematics for the determination of the physiologically optimal circulatory condition. In this study, Chaos analyzing system was developed to identify the deterministic chaos in cardiovascular regulatory system by the use of the non-linear mathematics including phase plane plots, embedding, and lyapunov exponents. Time series data of the hemodynamic parameters in the chronic animal experiments was analyzed by this system, and satisfactory attractor was obtained by the use of the phase plane plots and embedding techniques. Furthermore, calculation of the lyapunov exponents showed the existence of the deterministic chaos in arterial blood pressure in the chronic animal experiments using adult goats, suggesting this tool is useful for analyzing cardiovascular dynamic behavior.

  173. Application of vibrating flow pump to membrane oxygenators - The influence of driving frequencies on the gas exchange efficiency

    Japanese Journal of Artificial Organs 22 902-907 1993年1月1日

    ISSN:0300-0818

  174. The experimental evaluation of V(o) and E(max) of transient myocardial ischemia on the partial left heart bypass

    柿沼 義人, 仁田 新一, 片平 美明, 山家 智之, 薗部 太郎, 永沼 滋, 秋保 洋, 井筒 憲司, 小林 信一, 芳賀 洋一, 田中 元直, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛 利平, 竹田 宏, 吉澤 誠

    Japanese Journal of Artificial Organs 22 (3) 718-723 1993年1月1日

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.718  

    ISSN:0300-0818

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    stunned myocardiumに対する左心補助人工心臓(LVAD)の治療的有効性を検討するために、従来われわれは、左心室圧―容量曲線(P-Vcurve)におけるVoが不変と仮定し、Emaxの変化より評価検討を行なってきた。しかし、循環動態の変化に伴いVoが変化する可能性があり、その変化に対する検討が必要と考えられた。そこで今回―過性心筋虚血モデルを作成し、counter-pulsation modeでの補助下で急性左心バイパス実験を行なった。3つの異なった状態において、VoおよびEmaxを実際に求め、検討を加えた。その結果Voの変化はわずかであり、Emaxの変化に比べて軽度であった。したがって、Emaxの経時的変化を捉えるうえで、Voの変化は特に問題とならない程度であり、連続的な心機能の評価法として、本法は有用と考えられた。

  175. Identification of the origin of the rhythmical fluctuations in cardiovascular beat-to-beat variabilities

    山家 智之, 仁田 新一, 片平 美明, 薗部 太郎, 永沼 滋, 秋保 洋, 柿沼 義人, 小林 信一, 芳賀 洋一, 井筒 憲司, 田中 元直, 福寿 岳雄, 三浦 誠, 内田 直樹, 佐藤 尚, 毛 利平, 小出 訓, 竹田 宏, 吉沢 誠

    Japanese Journal of Artificial Organs 22 (3) 754-759 1993年1月1日

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.754  

    ISSN:0300-0818

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    生体の血行動態の時系列曲線には低周波領域における周期性変動(揺らぎ)が認められることが知られている。これらの成因について解析を加えるため、生体の循環制御系から独立であり、周期性変動を持たない人工心臓を用いて検討を行なった。自然心臓を持つ循環系との比較のため、両心バイパス方式の完全人工循環を用い、成山羊を用いた慢性動物実験を行なった。その結果、人工心臓のみにて全身の循環を維持した際の血行動態にも、自然心臓を持つ山羊と同様の周波数帯域にMayer wave変動成分及び呼吸性変動成分が認められた。関連度関数及び伝達関数の解析により、Mayer wave変動成分は末梢血管抵抗に依存し、呼吸性変動成分は呼吸運動による肺循環の周期性変動に依存していることが推測された。従って循環動態の時系列曲線における揺らぎは、末梢循環及び肺循環の周期性変動を発振源として発生している可能性が示唆された。

  176. The experimental study of blood flow distribution during the cardiopulmonary bypass using vibrating flow pump (VFP)

    小林 信一, 仁田 新一, 片平 美明, 山家 智之, 薗部 太郎, 永沼 滋, 柿沼 義人, 秋保 洋, 芳賀 洋一, 田中 元直, 福寿 岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 橋本 弘之, 葛西 毅, 檜山 浩国, 若井 秀治, 吉澤 誠

    Japanese Journal of Artificial Organs 22 (3) 915-920 1993年1月1日

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.22.915  

    ISSN:0300-0818

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    我々はこれまで、生体には認められない高周波数域の振動流を発生する電磁駆動式振動流ポンプ(VFP: Vibrating Flow Pump)を用いた人工心臓システムを開発してきた。本研究では、高周波振動流が体血流分布に与える影響について検討を加えるため、吸入麻酔下に成山羊を開胸し、右心房脱血・胸部下行大動脈送血による心肺バイパス実験系を作成した。VFPの周波数を変化させ、総頸動脈血流量(CAF: Carotid Arterial Flow)を計測し、ローラーポンプと比較した。その結果、VFPの駆動周波数を10Hzにした場合、全末梢血管抵抗(TPR: Total Periphral Resistance)、頸動脈抵抗(CAR: Carotid Arterial Resistance)が共に減少傾向を示したのに対し、30HzにおいてはCARが単独で減少傾向を示した。従って、血流の周波数成分により体血流分布の変化がもたらされる可能性が示唆された。

  177. Effect of high frequency blood flow on fluctuations in hemodynamics

    山家 智之, 仁田 新一, 片平 美明, 薗部 太郎, 永沼 滋, 柿沼 義人, 秋保 洋, 井筒 憲司, 小林 信一, 芳賀 洋一, 松澤 浩, 田中 元直, 福寿 岳雄, 三浦 誠, 佐藤 尚, 毛利 平, 和泉 恭一郎, 小出 訓, 竹田 宏, 橋谷 浩, 吉沢 誠, 檜山 浩国, 葛西 毅, 橋本 弘之

    Japanese Journal of Artificial Organs 21 (5) 1390-1394 1992年1月1日

    出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS

    DOI: 10.11392/jsao1972.21.1390  

    ISSN:0300-0818

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    われわれは生体には認められない高速振動流を発生する電磁駆動振動ポンプ(VFP)を応用した人工心臓を開発してきた. 本研究においては, VFPの発生する高速振動流が自律神経機能に与える影響について検討を加えるため, 動脈圧の経時的変動を, スペクトル解析法を用いて評価した. 成山羊を用い, 静脈麻酔下に, 左開胸を行い, 左房脱血, 下行大動脈送血方式にてVFPを装着し, 上行大動脈を遮断して完全左心バイパスとした. 左房圧, 動脈圧, 肺動脈流量を計測し, FFTを用いて周波数解析を行い, パワースペクトルを得た. その結果, 高速振動流下においては, 呼吸性変動成分は有意の影響を受けなかったが, Mayer wave変動成分は有意に減少していた. したがって高速振動流という特殊な循環動態が全身麻酔下においても自律神経機能を介した循環系制御システムに影響を与えている可能性が示唆された.

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書籍等出版物 14

  1. Electric Journal 別冊 2012 医療用エレクトロニクス技術大全 CD-ROM版

    芳賀洋一

    株式会社 電子ジャーナル 2012年3月5日

  2. Electric Journal 別冊 2011 マイクロマシン/MEMS技術大全 CD-ROM版

    芳賀洋一

    株式会社 電子ジャーナル 2011年8月25日

  3. Shape Memory Alloys

    Y. Haga, T. Mineta, W. Makishi, T. Matsunaga, M. Esashi

    Sciyo 2010年8月

    ISBN: 9789533071060

  4. MEMS Materials and Processes Handbook / Edited by R. Ghodssi and P. Lin (Springer)

    T. Mineta, Y. Haga

    2010年8月

  5. MEMS/NEMS工学全集

    芳賀洋一

    株式会社テクノシステム 2009年4月22日

  6. 薄膜ハンドブック(第2版)

    芳賀洋一

    株式会社オーム社 2008年3月25日

  7. Electronic Journal別冊 2008 マイクロマシン/MEMS技術大全

    芳賀洋一

    株式会社電子ジャーナル 2008年2月29日

  8. MEMSマテリアルの最新技術

    芳賀洋一

    シーエムシー出版 2007年11月30日

  9. Electronic Journal別冊 2006 マイクロマシン/MEMS技術大全

    芳賀洋一

    株式会社電子ジャーナル 2006年2月28日

  10. Encyclopedia Sensors

    Y. Haga

    American Scientific Publishers 2005年10月

  11. ソフトアクチュエータ開発の最前線

    長田義仁, d, 芳賀洋一, 峯田貴, 江刺正喜

    (株)エヌ・ティー・エス 2004年4月

  12. Sensors Update vol.8

    H.Baltes, W.Gopel, J.Hesse ed, Y.Haga T.Mineta, M.Esashi

    WILEY-VCH 2001年4月

  13. 金属便覧

    日本金属学会, d, 芳賀洋一

    丸善株式会社 2000年4月

  14. バイオミメティックスハンドブック

    バイオミメティックスハンドブック編集委員会, 江刺正喜, 芳賀洋一

    (株)エヌ・ティー・エス 2000年4月

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講演・口頭発表等 183

  1. Real-time Monitoring of Spinal Cord Blood Flow with a Novel Sensor -mounted Cerebrospinal Drainage Catheter in an Animal Model 国際会議

    Y. Hayatsu, S. Kawamoto, T. Matsunaga, Y. Haga, Y. Saiki

    AATS (American Association for Thoracic Surgery; アメリカ胸部外科学会) 95th Annual Meeting (AATS 2014) 2015年4月25日

  2. 磁性体チューブとアシストコイルを用いた細径電磁駆動単一光ファイバ内視鏡

    李 宣, 松永忠雄, 芳賀洋一

    第53回日本生体医工学会大会 2014年6月24日

  3. 術中における心筋硬さ計測センサの開発

    松本 翼, 松永忠雄, 片平 晋太郎, 齋木佳克, 芳賀洋一

    第53回日本生体医工学会大会 2014年6月24日

  4. 形状記憶合金ワイヤを用いた能動屈曲電子内視鏡の開発

    小林拓生, 松永忠雄, 芳賀洋一

    第53回日本生体医工学会大会 2014年6月24日

  5. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    精密工学会東北支部総会 特別講演会 2014年4月17日

  6. MEMS技術を利用した低侵襲医療・ ヘルスケア機器の開発と実装技術

    JEITA JJTR/STRJ講演 2014年3月13日

  7. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    JIEP(一般社団法人 エレクトロニクス実装学会) 機能性ハイブリッド材料研究会 公開研究会 <医療の進化を支える実装技術> 2014年2月24日

  8. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    PST-net招待講演会 2014年2月21日

  9. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    日立製作所、日立研究所講演 2014年1月31日

  10. 医療用MEMSの最新技術動向

    Electronic Journal 第2073回 Technical Seminar 2014年1月29日

  11. マイクロ・ナノ技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    東北ITソリューションEXPO 2013 JASA(組み込みシステム技術協会) 基調講演 2013年10月29日

  12. マイクロシステムを用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    新化学技術推進協会 電子情報技術部会・次世代エレクトロニクス分科会 講演会 2013年10月7日

  13. Development of Minimally Invasive Medical Devices and Healthcare Devices Using MEMS Technology 国際会議

    The International Symposium on Interdisciplinary Research and Education on Medical Device Developments (IREMD) 2013年9月13日

  14. 非平面基板への微細加工と、医療、ヘルスケアデバイスへの応用

    松永忠雄, 芳賀洋一

    2013年度精密工学会秋季大会学術講演会 2013年9月12日

  15. Active Bending Mechanism Using Shape Memory Alloy Wires 国際会議

    T. Kobayashi, T. Matsunaga, Y. Haga

    The 25th International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT 2013) 2013年9月

  16. マイクロシステムを用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    第1回東北大学メディカルサイエンス・シンポジウム 2013年8月24日

  17. 医療・ヘルスケア(健康管理)応用

    人材育成のためのMEMS集中コース in つくば (MEMS集中講義) 2013年8月8日

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    人材育成のためのMEMS集中コース in つくば (MEMS集中講義) ―TIA連携大学院サマー・オープン・フェスティバル2013― (主催:東北大学マイクロシステム融合研究開発センター(μSIC)、産業技術総合研究所集積マイクロシステム研究センター(UMEMSME)、MEMSパークコンソーシアム(MEMSPC)) 芳賀洋一

  18. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    組込み産業地域交流プラザ2013 in 宮城 2013年7月31日

  19. Measurement of Subcutaneous Biological Substances Using Thin Metal Needle with Micro Flow Channel 国際会議

    N. Tsuruoka, K. Ishii, T. Matsunaga, R. Nagatomi, Y. Haga

    The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’13) in conjunction with 52nd Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering (JSMBE) 2013年7月

  20. Minimally invasive microperfusion needle for continuous lactate monitoring during exercise 国際会議

    European College of Sport Science (ECSS) 2013年6月26日

  21. Development and Evaluation of Tube-Shaped Neural Probe with Working Channel

    S. Tamaki, T. Matsunaga, T. Kuki, Y. Furusawa, H. Musiake, Y. Haga

    The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers'2013) & Eurosensors XXVII 2013年6月16日

  22. エレクトロニクスとMEMSの医療応用

    JPCA Show 2013(第43回国際電子回路産業展) 2013年6月5日

  23. MEMS技術を利用した低侵襲医療・ヘルスケア機器の開発

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会 2013年3月13日

  24. らせん巻きフィルムを用いた高機能・多機能なカテーテル・内視鏡の開発

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会 2013年3月13日

  25. 医療用MEMSの最新技術動向

    Electronic Journal 第1558回 Technical Seminar 2013年1月25日

  26. マイクロ・ナノ技術を用いた医療機器の開発

    東北大学 脳神経外科講演 2013年1月9日

  27. 極細径光ファイバ圧力センサの臨床応用への取組み

    東北大学病院臨床試験推進センターシンポジウム 2012年12月5日

  28. マイクロ・ナノマシニング技術の医療・ヘルスケア応用

    電子情報技術産業協会(JEITA) 医療エレクトロニクスデバイス技術分科会 講演 2012年11月22日

  29. マイクロ・ナノマシニング技術の医療・ヘルスケア応用

    プリンタブルデバイス実装(RPD)公開研究会 2012年11月21日

  30. MEMS・ナノ技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発と展望

    NBCIビジョン検討会講演 2012年11月9日

  31. 医療用MEMSの最新技術動向と その応用と課題

    日本半導体商社協会(DASF)新技術・応用技術主催 最新技術講演会 2012年10月25日

  32. マイクロ・ナノ技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    TDK材料研究所講演 2012年10月12日

  33. Optimization for resonant characteristic of intraluminal MRI probe using integrated circuit (IC) chip of variable capacitors 国際会議

    Z. Kato, T. Matsunaga, Y. Matsuoka, K. Kuroda, M. Esashi, Y. Haga

    Interventional MRI Symposium 2012年9月22日

  34. SMAワイヤを用いた能動屈曲電子内視鏡

    小林拓生, 松永忠雄, 芳賀洋一

    日本機械学会2012年度次大会 2012年9月10日

  35. 医療 (カテーテル 他)

    MEMS集中講義 in 東京 2012年8月24日

  36. マイクロ・ナノ技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    NBCIテクノロジー委員会 バイオ分科会講演 2012年7月31日

  37. ミクロな機械が切り拓く新しい医療

    サイエンス・リーダーズ・キャンプ(SLC)講演 2012年7月31日

  38. MEMS技術を用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    流体研ライフサイエンスクラスター講演会 2012年7月26日

  39. ミクロな機械が切り拓く次世代の医療

    SSH東北大学公開講座(高大連携事業 地域開催公開講座) 2012年7月14日

  40. Micro Hydraulic Bending Actuator for Minimally Invasive Medical Device 国際会議

    M. Matsuo, K. Abe, S. Suda, T. Matsunaga, Y. Haga

    The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers'2013) & Eurosensors XXVII 2012年6月16日

  41. 医療用MEMSの技術動向

    ソニー株式会社 社内セミナー 2012年6月7日

  42. 可変容量コンデンサを搭載した管腔内MRIプローブの開発

    加藤善太, 松永忠雄, 松岡雄一郎, 黒田 輝, 江刺正喜, 芳賀洋一

    第51回日本生体医工学会大会 2012年5月10日

  43. 超音波計測を用いたウェアラブル血圧センサの開発

    鈴木大地, 西谷内啓介, 藤田勝博, 前平謙, 大橋靖知, 不破耕, 松永忠雄, 長谷川英之, 金井浩, 芳賀洋一

    第51回日本生体医工学会大会 2012年5月10日

  44. 低侵襲医療用マイクロデバイスの開発

    PI-SMART in Sendai (スマート材料・デバイスの発展と技術イノベーション) 2012年4月27日

  45. Medical Devices for Minimally Invasive Diagnostics and Therapy Using Micro/Nano Fabrication Technology

    文部科学省 私立大学戦略的研究基盤形成支援事業第 第3回公開シンポジウム 2012年3月13日

  46. Medical Devices for Minimally Invasive Diagnostics and Treatment Using Micro/nano Fabrication Technology 国際会議

    Taiwan-Japan Joint Symposium on Medica Device Innovation 2012年3月10日

  47. Medical Devices for Minimally Invasive Diagnostics and Treatment Using Micro/nano Fabrication Technology 国際会議

    台大醫工所VS日本東北大學 學術交流フォーラム 2012年3月9日

  48. Development of Minimally Invasive Microdialysis Needle for Continuous Monitoring of Biological Substances 国際会議

    Technical Digest of the 25th IEEE International Conference on Micro ElectroMechanical Systems (MEMS 2012), 2012年1月29日

  49. 医療用MEMSの最新技術動向

    Electronic Journal 第1094回 Technical Seminar 2012年1月27日

  50. 非平面フォトファブリケーションを 利用した脳機能計測デバイスの開発

    生体情報インターフェース創生のためのフォトニクス研究会 2011年12月13日

  51. 圧電技術の医療応用

    第134 回 電子セラミック・プロセス研究会 第134 回 電子セラミック・プロセス研究会 2011年11月19日

  52. 圧電技術の医療応用

    第134 回 電子セラミック・プロセス研究会 2011年11月19日

  53. MEMS 超音波センサを応用したウェアラブル血圧計の開発

    第45回 日本生体医工学会東北支部大会講演論文集 2011年10月29日

  54. 体内埋込型超音波駆動マイクロポンプ

    日本機械学会東北支部第47期秋季講演会 2011年9月22日

  55. 金属針上に微小流路を有したマイクロダイアリシスシステム

    日本機械学会東北支部第47期秋季講演会 2011年9月22日

  56. 胃瘻カテーテル交換時に用いるセミディスポーザブルタイプ内視鏡の開発

    日本機械学会東北支部第47期秋季講演会 2011年9月22日

  57. マイクロテクノロジーを用いた先進医療機器の開発

    第6回東北大学REDEEMシンポジウム ((共催)第15回GCOE国際シンポジウム)「東アジア・環太平洋地域と医療工学の未来」 2011年9月11日

  58. ナノ・マイクロ技術による先進医療機器の開発

    Electronic Journal 第900回 Technical Seminar 2011年9月9日

  59. ナノ・マイクロ技術による先進医療機器の開発

    Electronic Journal 第900回 Technical Seminar 2011年9月9日

  60. 医療 (カテーテル 他)

    MEMS集中講義 in 京都 2011年8月11日

  61. 液圧駆動を用いた能動屈曲屈カテーテル

    第50回日本生体医工学会大会 2011年4月29日

  62. 細径ポリイミドチューブを用いた折れ曲がり変形内視鏡ツールの開発

    第50回日本生体医工学会大会 2011年4月29日

  63. 光刺激機能を備えたチューブ型神経電極の開発

    第50回日本生体医工学会大会 2011年4月29日

  64. マイクロシステムを用いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器の開発

    社内セミナー 2010年12月16日

  65. マイクロテクノロジーを用いた先進医療機器の開発

    第6回東北大学REDEEMシンポジウム((共催)第15回GCOE国際シンポジウム)「東アジア・環太平洋地域と医療工学の未来」 2010年9月11日

  66. ナノ・マイクロ技術による 先進医療機器の開発

    Electronic Journal 第574回 Technical Seminar 2010年9月10日

  67. ナノ・マイクロ技術による 先進医療機器の開発

    Electronic Journal 第574回 Technical Seminar 2010年9月10日

  68. Acoupoint Stimulation Device Using Focused Ultrasound 国際会議

    鶴岡典子

    32nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2010年8月31日

  69. Acupoint Stimulation Device Using Focused Ultrasound 国際会議

    32nd Annual International Conference of the IEEE EMBS Buenos Aires 2010年8月31日

  70. 体内で用いる医療デバイスの高機能化・多機能化

    化学工学会エレクトロニクス部会シンポジウム 「メディカルエレクトロニクスに於ける材料、プロセスとその応用」 2010年7月30日

  71. Acupoint Stimulation Device Using Focused Ultrasound

    鶴岡典子, 関 隆志, 渡部正司, 松永忠雄, 芳賀洋一

    第49回日本生体医工学会大会 2010年6月25日

  72. Bending Transformative Endoscope Capable of Multifunctionalization and Easy Insertion

    須田信一郎, 松永忠雄, 芳賀洋一

    第49回日本生体医工学会大会 2010年6月25日

  73. MRI Probe for Intraluminal Side-view and Front-view Image Fabricated by Non-planar Photolithography

    松永忠雄, 松岡雄一郎, 黒田 輝, 芳賀洋一

    第49回日本生体医工学会大会 2010年6月25日

  74. 体内で用いる医療デバイスの高機能化・多機能化

    JIEP最先端実装技術シンポジウム「情報通信産業の第三の波センサーネットワークとセンサーの開発」 2010年6月2日

  75. 光とMEMS技術を用いた低侵襲医療デバイスの開発

    集積光デバイスと応用技術(IPDA)第4回研究会 2010年5月28日

  76. MEMSって何? -デジカメ・携帯電話そして医療機器・・・なんでも小さく高機能になる理由-

    まなびのめLive版公開講演 2010年5月1日

  77. Development of Multilayer Coil Using Non-planar MEMS Prosess for Intralunminal MRI Probe 国際会議

    Joint Annual Meeting ISMRM-ESMRMB 2010 2010年5月1日

  78. Development of Multilayer Coil Using Non-planar MEMS Process for Intraluminal MRI Probe 国際会議

    S. Ichimura, W. Quan, T. Matsunaga, Y. Matsuoka, K. Kuroda, Y. Haga

    Joint Annual Meeting ISMRM-ESMRMB 2010 2010年5月1日

  79. マイクロ・ナノマシニングを用いた次世代医療機器の開発

    次世代電子セラミックス・プロセス研究会 2010年3月22日

  80. マイクロテクノロジーを用いた低侵襲医療機器の開発

    秋田県泌尿器科集談会 2009年12月5日

  81. 多機能化を目指した折れ曲がり変形内視鏡の開発

    第18回日本コンピュータ外科学会大会 2009年11月21日

  82. 円筒型フレキシブル基板を用いた細径能動屈曲電子内視鏡

    第43回日本生体医工学会東北支部大会 2009年11月21日

  83. Microsystems for Minimally Invasive Diagnostics and Treatment 国際会議

    56th ICAT/JTTAS Joint International Smart Actuator Symposium 2009年10月6日

  84. 微細加工技術を用いた身体状態モニターの可能性と試み

    日本超音波医学会 第82回学術集会 2009年9月2日

  85. 微細加工技術を用いた身体状態モニターの可能性と試み

    第8回情報科学技術フォーラム(FIT2009) 2009年9月2日

  86. 医療・バイオ 関連(カテーテル、検体検査 他)

    MEMS集中講義 in 名古屋 2009年8月6日

  87. マイクロシステムを用いた次世代医療ツール開発 ~耳鼻咽喉科分野への応用~

    仙台北部耳鼻咽喉科懇話会 2009年6月17日

  88. 低侵襲検査・治療用超音波マイクロデバイス

    スマート・アクチュエータ/センサ委員会 定例会 2009年6月5日

  89. マイクロシステムを用いた次世代の健康・医療機器開発

    産学連携セミナー「第46回寺子屋せんだい」 2009年5月26日

  90. 低侵襲検査・治療用超音波マイクロデバイスの開発

    日本超音波医学会 第82回学術集会 2009年5月22日

  91. MEMS技術を用いた医療機器開発

    九州バイオニックMEMS研究会 第1回講演会 2009年4月28日

  92. 単一ファイバ電磁振動を用いた細径高解像度内視鏡

    第48回生体医工学会大会 2009年4月23日

  93. Development of Multilayer Coil for Catheter-mounting Intraluminal MRI Probe

    第48回生体医工学会大会 2009年4月23日

  94. マイクロヒーターを搭載したインテリジェント鍼灸針

    第48回生体医工学会大会 2009年4月23日

  95. 脊髄虚血モニタリングのためのドレナージカテーテル搭載型超音波センサ

    第48回生体医工学会大会 2009年4月23日

  96. 単一ファイバ電磁振動を用いた細径高解像度内視鏡

    単一ファイバ電磁振動を用いた細径高解像度内視鏡 2009年4月23日

  97. 低侵襲検査・治療とマイクロシステムテクノロジー

    平成21年電気学会全国大会講演論文集 2009年3月17日

  98. 低侵襲検査・治療とマイクロシステムテクノロジー

    平成21年電気学会全国大会 2009年3月17日

  99. ドレナージカテーテル搭載型脊髄虚血モニタリング用超音波センサ

    第42回日本生体医工学会東北支部大会 2008年12月13日

  100. Developed Intraluminal MRI probe with Multilayer Receive Coil for High Imaging Performance

    第42回日本生体医工学会東北支部大会 2008年12月13日

  101. MEMS技術を用いた医療機器開発

    第17回MAGDAコンファレンス in 日立 2008年11月20日

  102. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲医療機器の開発(副題:体の中から治療するミクロのロボット)

    弘前高校オープン講義 2008年11月8日

  103. マイクロシステムを用いた低侵襲医療機器開発

    第16回マイクロナノ先端技術交流会 2008年11月7日

  104. 医療・バイオ分野におけるマイクロマシン/MEMSの現状と将来展望

    Electronic Journal 第242回 Technical Seminar 2008年10月16日

  105. MEMSのQoL応用 -健康・医療分野-

    第2回 半導体先端技術・市場動向セミナー 2008年10月15日

  106. マイクロシステムを用いた低侵襲医療機器とその開発

    Medical Devices for Minimally Invasive Diagnosis and Therapy Using Micro System 2008年10月7日

  107. 大学工学部の活用方法と大学発ベンチャーとの連携について

    第1回 医療機器のプロシューマ型商品開発セミナー 2008年10月4日

  108. 大学工学部の活用方法と 大学発ベンチャーとの連携について

    第1回 医療機器のプロシューマ型商品開発セミナー 2008年10月4日

  109. MEMSの医療分野への応用と将来展望

    電子ジャーナル主催第232回セミナー 2008年9月25日

  110. 加熱機構を備えたインテリジェント鍼灸針

    生体医工学シンポジウム2008 2008年9月19日

  111. マイクロシステムを用いた低侵襲検査・治療機器

    日本機械学会2008年度年次大会 オーガナイズドセッション S57 革新的診断治療 2008年8月3日

  112. マイクロシステムと低侵襲医療

    リニアドライブ研究会 2008年7月1日

  113. 体の中から治療するミクロのロボット ~マイクロ・ナノテクノロジーを用いた低侵襲検査・治療機器の開発~

    高大連携地域開会公開講座東北大学特別授業 2008年6月28日

  114. MEMS技術を用いた医療・福祉デバイス

    第3回 MEMSPCカフェ 2008年6月27日

  115. 低侵襲医療のための高機能マイクロデバイスの開発

    第47回生体医工学会大会 2008年5月8日

  116. 圧電単結晶を用いた24 素子血管内前方視超音波内視鏡

    第47回生体医工学会大会, 2008年5月8日

  117. 形状記憶合金コイルによる屈曲機能を備えたディスポーザブル電子内視鏡

    第47回生体医工学会大会 2008年5月8日

  118. 渦電流式センサによるALS患者用速度検出型入力スイッチ

    第47回生体医工学会大会 2008年5月8日

  119. 単一ファイバの電磁的振動による光走査型細径内視鏡

    第47回生体医工学会大会 2008年5月8日

  120. 非平面フォトファブリケーションを用いた血管内MRIプローブ

    第47回生体医工学会大会 2008年5月8日

  121. マイクロ・ナノテクノロジーを用いた新たな低侵襲検査・治療機器

    京滋呼吸器リサーチフォーラム 特別講演 2008年4月26日

  122. マイクロシステムによる低侵襲医療

    北東北ナノメディカルクラスター研究会講演 2008年3月26日

  123. 極細径光ファイバ圧力センサ

    未来医工学治療開発センター(TRセンター) 第1回シンポジウム 2008年3月4日

  124. 極細径光ファイバ圧力センサ

    未来医工学治療開発センター(TRセンター) 第1回シンポジウム 第3部 2008年3月4日

  125. マイクロ / ナノテクノロジーを用いた超精密低侵襲検査・治療機器の開発

    TUBERO終了シンポジウム 2008年2月8日

  126. マイクロ/ナノテクノロジーを用いた超精密低侵襲検査・治療機器の開発

    TUBERO終了シンポジウム 2008年2月8日

  127. マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲検査・治療機器

    健康・長寿関連 新技術説明会 2007年12月19日

  128. Medical applications of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)

    The 19th International Conference of Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2007) 2007年11月20日

  129. 多機能能動カテーテル

    芳賀洋一, 江刺正喜

    第31回日本ME学会東北支部大会 2007年11月2日

  130. 医療・バイオ 関連 (カテーテル、検体検査 他)

    「MEMS集中講義」 第54回マイクロナノマシニングセミナー 2007年8月22日

  131. マイクロ/ナノテクノロジーを用いた低侵襲検査・治療機器の開発

    第65回心臓血管放射線研究会講演 2007年7月28日

  132. 低侵襲医療とマイクロシステム

    都市エリア産学官連携推進事業「診断治療のためのマイクロ体内ロボットの開発」研究事業 2007年3月20日

  133. 医療用MEMSデバイスの現状

    芳賀洋一

    第5回多元技術融合光プロセス研究会 2007年3月15日

  134. マイクロ・ナノマシニングによる先進医療機器開発

    芳賀洋一

    平成18年度次世代クラスター形成支援事業分野別研究会講演会 2007年2月13日

  135. 渦電流式変位センサを用いたALS者用入力支援装置

    村川佳誕, 阿部哲也, 牧志 渉, 坂爪新一, 芳賀洋一

    第40回目本生体医工学会東北支部大会 2006年11月25日

  136. Development of Medical Devices for Minimally Invasive Diagnostics and Treatment Using Micro/nano Technology 国際会議

    Y. Haga

    The 12th International Micromachine / Nanotech Symposium 2006年11月7日

  137. Development of Medical and Welfare Microdevices Using Micro Technology 国際会議

    Y. Haga, T. Matsunaga, W. Makishi, K. Totsu, M. Esashi

    Proc. of the 13th International Display Workshops (IDW ’06) 2006年11月6日

  138. マイクロ・ナノテクノロジーを用いた先進医療機器の開発

    芳賀洋一

    第33回日本臨床バイオメカニクス学会 2006年11月3日

  139. マイクロ・ナノテクノロジーを用いた新たな低侵襲治療機器の開発

    芳賀洋一

    第11回京滋不整脈研究会 2006年10月28日

  140. 極細径光ファイバ超音波受信プローブ

    石川真矢, 戸津健太郎, 中野琢磨, 芳賀洋一, 江刺正喜

    生体医工学シンポジウム2006 2006年9月23日

  141. 渦電流式変位センサを用いたALS患者用入力支援装置

    村川佳誕, 阿部哲也, 牧志渉, 坂爪新一, 芳賀洋一

    福祉工学シンポジウム2006講演論文集 2006年9月11日

  142. マイクロ/ナノテクノロジーを用いた超精密低侵襲検査・治療機器の開発

    芳賀洋一

    次世代医療システム産業化フォーラム 2006年8月24日

  143. MEMSセミナー 医療・バイオ 関連 (カテーテル、検体検査 他)

    芳賀洋一, 西澤松彦

    MEMSセミナー 2006年8月23日

  144. 低侵襲医療のための先進医工学 〜ミクロの技術が変える次世代医療〜

    芳賀洋一

    国際モダンホスピタルショウ2006 2006年7月12日

  145. マイクロ・ナノ技術を用いた先進医療機器開発

    芳賀洋一

    医工連携クラスター 第1回オープンセミナー 2006年6月23日

  146. MEMS技術を用いた低侵襲検査・治療機器の開発

    芳賀洋一, 松永忠雄, 牧志 渉, 戸津健太郎, 江刺正喜

    第45回日本生体医工学会大会 2006年5月15日

  147. 小型収束超音波トランスデューサを用いた内視鏡的超音波治療デバイス

    安居晃啓, 芳賀洋一, 陳 俊傑, 江刺正喜, 和田 仁

    第45回日本生体医工学会大会 2006年5月15日

  148. 高機能細径医療ツールのためのチューブ上への多層配線と表面実装

    五島彰二, 松永忠雄, 陳 俊傑, 牧志 渉, 江刺正喜, 芳賀洋一

    第45回日本生体医工学会大会 2006年5月15日

  149. 極細径光ファイバ圧センサ

    戸津健太郎, 芳賀洋一, 松永忠雄, 江刺正喜

    第45回日本生体医工学会大会 2006年5月15日

  150. 形状記憶合金コイルと磁気ラッチによる3次元ピンディスプレイ

    松永忠雄, 牧志 渉, 芳賀洋一

    第45回日本生体医工学会大会 2006年5月15日

  151. Piezoelectric Resonator for Intravascular Ultrasonic Elastography

    M. Whitson, S. Omata, Y. Murayama, T. Matsunaga, K. Totsu, M. Esashi, Y. Haga

    電気学会 センサ・マイクロマシン準部門総合研究会 2006年5月15日

  152. 体の中から治療するミクロのロボット

    芳賀洋一

    「もっと知りたい科学の最先端」 平成17年度 科学技術振興調整費成果発表会 2006年3月25日

  153. Development of Small Diameter Ultrasound Imager for Intravascular Forward-looking Imaging 国際会議

    J.J. Chen, M. Esashi, Y. Haga

    2006 International Symposium on Nano Science and Technology 2006年3月9日

  154. MEMS技術を用いた低侵襲検査治療ツールの開発

    戸津健太郎, 芳賀洋一, 江刺正喜

    第9回 ナノメディシン研究会 ・ 第3回 次世代治療技術開発のための細胞組織・分子機能の計測・制御研究会合同開催 2006年2月4日

  155. 内視鏡的レーザー治療用圧電2次元マイクロスキャナー

    赤堀寛昌, 芳賀洋一, 松永忠雄, 伊関 洋, 江刺正喜, 和田 仁

    機械学会 第18回バイオエンジニアリング講演会 2006年1月13日

  156. MEMSが変える次世代医療

    芳賀洋一

    セミコンジャパン2005 公開セミナー 2005年12月9日

  157. ナノ・マイクロマシンの医療応用

    芳賀洋一

    第32回日本臨床バイオメカニクス学会 2005年10月28日

  158. 高機能医療ツールのための円筒面フォトリソグラフィ

    五島彰二, 松永忠雄, 戸津健太郎, 江刺正喜, 芳賀洋一

    生体医工学シンポジウム2005 2005年9月27日

  159. 局所ソノダイナミック治療用集束超音波プローブの開発

    芳賀洋一, 安居晃啓, 陳 俊傑, 伊関 洋, 江刺正喜, 和田 仁

    電気学会 フィジカルセンサ研究会 2005年9月22日

  160. 微細加工技術を用いた 医療・福祉機器の開発と実用化

    芳賀洋一

    みやぎビジネスマーケット 2005年9月21日

  161. MEMS技術を利用した 医療・福祉機器の開発

    芳賀洋一

    ナノテクキャラバン仙台 研究(シーズ)・仙台地区プロジェクト紹介 2005年7月14日

  162. マイクロマシンの医療応用と大学発ベンチャーの創生

    芳賀洋一

    京都府立医科大学 大学院特別講義 2005年5月27日

  163. MEMS and Related Microfabrication Technologies for Minimally Invasive Biomedical Devices 国際会議

    Y. Haga, M. Esashi

    17th International Conference of Society for Medical Innovation and Technology (SMIT2005), 2005年3月9日

  164. Development of Medical Devices for Minimally Invasive Diagnosis and Therapy Using Micro/nano Technology 国際会議

    Y. Haga, M. Esashi

    Biosensors & Biomaterials Workshop 2005 2005年3月7日

  165. Development of Microdevices for Minimally Invasive Diagnosis and Therapy 国際会議

    Y. Haga, T. Matsunaga, W. Makishi, M. Esashi

    ISSS 2005, International Conference on Smart Materials Structures and Systems 2005年1月28日

  166. 体内における超音波治療のための収束超音波トランスデューサの開発

    安居晃啓, 芳賀洋一, 陳 俊傑, 伊関 洋, 江刺正喜, 和田 仁

    機械学会 第18回バイオエンジニアリング講演会 2005年1月13日

  167. 低侵襲治療のためのマイクロマシン技術 (能動カテーテル/ガイドワイヤーとマイクロセンサシステム),

    芳賀洋一, 江刺正喜

    第1回東北大学医工学シンポジウム 2002年7月12日

  168. 先端に超音波センサを搭載した能動カテーテル

    芳賀洋一, 西尾真博, 棚橋善克, 江刺正喜

    日本超音波医学会 基礎技術研究会 1999年12月1日

  169. カテーテル先端の位置・姿勢を検出するMIセンサシステムの開発

    戸津健太郎, 芳賀洋一, 江刺正喜

    電気学会 センサ・マイクロマシン部門総合研究会資料 1999年11月2日

  170. 電気めっきを用いた細径能動カテーテルの組み立て

    芳賀洋一, 江刺正喜

    電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会資料 1999年11月1日

  171. 細径能動カテーテルのための螺旋骨格薄肉チューブの開発

    芳賀洋一, 前田重雄, 江刺正喜

    電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会資料 1999年11月1日

  172. 能動カテーテル (Active Catheter)

    芳賀洋一, 江刺正喜

    第38回日本エム・イー学会大会論文集 1999年4月21日

  173. ねじれ回転機構を持った能動カテーテル

    芳賀洋一, 江刺正喜

    第38回日本エム・イー学会大会論文集 1999年4月21日

  174. 能動カテーテルのための前方視リングアレイ超音波プローブの試作

    谷 恵亮, 西尾真博, 芳賀洋一, 江刺正喜

    第38回日本エム・イー学会大会論文集 1999年4月21日

  175. フレキシブル配線を用いた超音波素子のカテーテル先端への実装

    谷 恵亮, 鈴木 学, 芳賀洋一, 江刺正喜

    第16回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム講演概要集 1998年10月1日

  176. 先端に微小ダイヤフラム構造を持つ極細光ファイバ圧力センサ

    勝間田 卓, 芳賀洋一, 南 和幸, 江刺正喜

    第37回日本エム・イー学会大会論文集 1998年5月1日

  177. ブラッググレーティングを形成したフレキシブル光導波路によるカテーテル用分布型曲がりセンサ

    富吉俊夫, 芳賀洋一, 南 和幸, 江刺正喜

    第37回日本エム・イー学会大会論文集 1998年5月1日

  178. 多機能能動カテーテル

    芳賀洋一, 朴 起台, 勝間田 卓, 富吉俊夫, 江刺正喜

    第37回日本エム・イー学会大会論文集 1998年5月1日

  179. ウエハプロセスで作製した能動カテーテル用のシリコン多関節構造

    峯田 貴, 渡部善幸, 小林誠也, 芳賀洋一, 江刺正喜

    平成10年電気学会全国大会講演論文集 1998年3月1日

  180. 形状記憶合金による能動屈曲機構を備えた細径超音波内視鏡

    芳賀洋一, 棚橋善克, 江刺正喜

    日本超音波医学会第70回研究発表会 1997年11月1日

  181. A Study of Smart Active Catheter 国際会議

    朴 起台, 芳賀洋一, 江刺正喜

    KIEE 97 Annual Summer Conference 1997年7月2日

  182. Active Catheter Using Polymer Links 国際会議

    芳賀洋一, 朴 起台, 江刺正喜

    9th Annual International Meeting, Minimally Invasive therapy & Allied technologies 1997年7月1日

  183. 光ファイバ圧力センサの基礎実験

    芳賀洋一, 南和幸, 仁田新一, 田中元直, 江刺正喜

    第27回日本ME学会東北支部大会 1993年11月1日

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産業財産権 23

  1. 脳べらおよびセンサユニット

    芳賀 洋一, 森田 明夫, 原田 香奈子, 松永 忠雄, 川端 友徳, 鶴岡 典子

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 光ファイバ走査装置、内視鏡および光ファイバ走査装置の製造方法

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 李 宣

    産業財産権の種類: 特許権

  3. デバイス及びデバイスの製造方法並びにアレイ型の超音波プローブの製造方法

    鈴木 大地, 不破 耕, 前平 謙, 大橋 靖知, 藤田 勝博, 芳賀 洋一, 松永 忠雄

    産業財産権の種類: 特許権

  4. センサ付きカテーテル

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 齋木 佳克, 橘 侑子, 添田 誠, 深谷 昌宏

    産業財産権の種類: 特許権

  5. アクチュエータ、アクチュエータの製造方法

    芳賀 洋一, 小林 拓生, 松永 忠雄

    産業財産権の種類: 特許権

  6. 神経電極システム

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 玉置 俊輔, 小山内 実, 虫明 元, 大城 朝一

    産業財産権の種類: 特許権

  7. 発散量測定装置

    芳賀 洋一, 河野 隆宏, 鶴岡 典子, 松永 忠雄

    産業財産権の種類: 特許権

  8. 挿入器具および挿入器具の製造方法

    芳賀 洋一, 松永 忠雄

    産業財産権の種類: 特許権

  9. 送液装置および送液システム

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 永富 良一, 鶴岡 典子

    産業財産権の種類: 特許権

  10. 点字ピン駆動装置

    江刺 正喜, 芳賀 洋一

    特許第3624785号

    産業財産権の種類: 特許権

  11. 圧力センサおよびその製造方法

    江刺正喜, 芳賀洋一, 勝間田卓

    特許第3393370号

    産業財産権の種類: 特許権

  12. 能動導管とその製造方法

    江刺正喜, 芳賀洋一

    特許第3477570号

    産業財産権の種類: 特許権

  13. デバイス及びデバイスの製造方法並びにアレイ型の超音波プローブの製造方法

    鈴木 大地, 不破 耕, 前平 謙, 大橋 靖知, 藤田 勝博, 芳賀 洋一, 松永 忠雄

    特許第6265578号

    産業財産権の種類: 特許権

  14. 能動チューブ駆動装置

    江刺正喜, 芳賀洋一, 水島昌徳, 松永忠雄

    特許3944651

    産業財産権の種類: 特許権

  15. 能動チューブおよび能動チューブシステム

    江刺正喜, 芳賀洋一, 水島昌徳, 松永忠雄

    特許3852033

    産業財産権の種類: 特許権

  16. 超音波振動子及びその製造方法

    江刺正喜, 芳賀洋一, 水島昌徳, 松永忠雄

    特許第3787725

    産業財産権の種類: 特許権

  17. 走査ミラー、ビーム走査型プローブ

    江刺正喜, 芳賀洋一, 前田真法, 菊地直樹

    特許3934578

    産業財産権の種類: 特許権

  18. 形状記憶合金を用いた駆動装置及びそれを用いたディスプレイ装置並びにそれらの製造方法

    江刺正喜, 芳賀洋一, 水島昌徳, 松永忠雄

    特許第3684552号

    産業財産権の種類: 特許権

  19. 形状記憶合金の接合構造及びその接合構造形成方法

    賀洋一, 江刺正喜

    特許第3814723号

    産業財産権の種類: 特許権

  20. 前方視超音波探触子及びその製造方法

    藤田 匡佑, 芳賀 洋一, 江刺 正喜

    特許第3553923号

    産業財産権の種類: 特許権

  21. 形状記憶合金パイプ型アクチュエータ及びその製造方法

    峯田 貴, 江刺 正喜, 芳賀 洋一

    特許4003164

    産業財産権の種類: 特許権

  22. 光ファイバ端面のマイクロレンズの形成方法

    江刺 正喜, ファン ミン, 芳賀 洋一

    特許3921556

    産業財産権の種類: 特許権

  23. 能動細管及びその製造方法

    江刺正喜, 芳賀洋一

    特許4096325

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 28

  1. 非平面光導波路搭載針を用いた複数物質同時計測による極低侵襲エネルギー代謝モニタ

    鶴岡 典子, 芳賀 洋一, 松永 忠雄

    2023年4月1日 ~ 2026年3月31日

  2. マルチチャンネル心音計測により肺病変を検出する3次元音響CTの開発

    西條 芳文, 芳賀 洋一

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関:Tohoku University

    2021年7月9日 ~ 2023年3月31日

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    心臓、肺実質の2種類の組織から構成される単純胸部モデルにおいて、心臓の中心を点音源とする中心周波数50 Hz、持続時間100 msの心音が周囲の肺実質および胸郭を通過し、体表に装着した32個の心音センサで受信されるマルチチャンネル心音計測を想定した。心臓の音速を1560 m/s、肺実質の音速を40 m/s、胸郭の音速を1580 m/sと仮定したときに、心音の伝搬経路の音速を考慮し各センサで受信されるバーチャル心音信号をシミュレーションした。次いで、全バーチャル心音信号に逆問題の解法を応用することで、胸部の音速分布を再構成し、かつ点音源の位置が1点に収束するような計算アルゴリズムを確立した。 マルチチャンネル心音計測に用いる心音センサとして、医療用心音・呼吸音マイクロホンを使用し、8チャンネルのプリアンプで心音を増幅後、64チャンネル同時受信可能なオーディオインターフェイスを心電図トリガとともに解析用ワークステーションに入力することで、マルチチャンネル心音計測システムを構築した。また、市販品よりも高感度で薄型のプリアンプ付きMEMSマイクロホンを新規設計した。

  3. 皮膚微小還流針による極低侵襲乳酸動態モニタリング

    鶴岡 典子, 芳賀 洋一, 永富 良一, 川副 友

    2020年4月1日 ~ 2023年3月31日

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    本研究では、皮膚微小還流を応用し、乳酸濃度の連続測定を可能とする。さらに、これまで数分毎の計測からしか推定できなかった、マウスおよびヒト運動時の乳酸濃度動態を明らかとすることを目的として研究を進めている。 開発する乳酸計測システムは、極細径で痛みのない針を1 mm程度の浅い皮膚に刺入しただけで計測が可能なため、生活習慣病予防のための運動の習慣化に役立つだけでなく、術後の虚血モニタや敗血症の兆候モニタなどにも応用が期待される。 本研究では、非観血的な乳酸連続計測を目指し、皮膚微小還流による計測システムを完成させ、運動時の乳酸濃度動態を明らかとする。具体的には ①連続乳酸計測システムの作製と性能評価、② マウス腹腔乳酸投与前後での乳酸濃度変動計測による血中乳酸濃度との相関性評価、③ マウス運動時の連続乳酸濃度計測、④ ヒト運動時の乳酸濃度計測の4つの項目を行っていく。これと同時に、運動負荷計測の応用だけでなく、虚血のモニタや敗血症防止、筋中乳酸計測への応用など本研究の展開を模索する。 本年度はこれらの中で①連続乳酸計測システムの作製と性能評価について引き続き開発を進めた。従来作製してきたシステムでは、還流の際に気泡混入が問題となっており連続的な測定が実現できていなかった。当該年度では、これらの気泡混入の条件を明らかとし、前年度問題であった気泡除去の際の流速変化を改善できる、気泡除去機能付きセンサ部を完成することができた。今後はこのセンサ部を用いた連続的な濃度変化の計測を目指す。

  4. 体内における細胞組織精密操作技術の開発

    芳賀 洋一, 明石 真, 鶴岡 典子

    2020年4月1日 ~ 2023年3月31日

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    本研究では、①低侵襲医療機器に搭載可能な、極低侵襲にRNA、細胞を採取する機器の基礎開発、②動物実験による開発した機器を用いた体内局所から採取した細胞の分析評価、③細胞デリバリーデバイスとシステムの提案および試作評価、を行う。 当該年度は、細胞組織を一定時間ごとに分離する機器の設計と開発および評価を行った。肝臓や腎臓の様な充実性臓器および粘膜組織のように切離に代表される物理的な組織への働きかけによる分離・採取を行うそれぞれの部位における手法と機器について、複数回採取における前後の細胞採取のコンタミネーションを避けるため、1回の採取ごとに使い捨てとする必要性から、生検鉗子類似の機構を1回のプロセスで複数個、一括作製する構造と作製方法を確立し、試作評価を行った。血液のような細胞を含む液体の一定時間ごとの採取のための手法と機器、脳組織のように機器の刺入と吸引を用いることで細胞組織の分離と採取を一定時間ごとに行う手法と機器について、できるだけ共通の手法と機器設計にすることを念頭に手法の提案と設計を行い研究開発が多様化し過ぎて分散しないようにしている。補助手段における超音波を用いる方法として鉗子類似機構の近くに超音波素子を配置する設計と作製方法を具体的に検討している。各種組織を模したモデルを用いた評価を行ったが、新型コロナウイルス感染症対応に伴い、充分な研究実施時間を確保できなかったため、当初の予定から、やや遅れている。

  5. 高磁場MRIを用いた超高感度リアルタイムMRSプローブ

    松永 忠雄, 吉岡 芳親, 芳賀 洋一, 藤原 俊朗, 鶴岡 典子

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2018年4月1日 ~ 2021年3月31日

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    体腔内にMRI受信コイルを挿入し、撮像することで高分解能なMRIが実現できる。さらに高磁場MRIを用いることでさらに高解像度イメージングやバイオイメージングが可能となる。本研究においては11.7テスラの磁場強度をもつMRI装置を用いることを想定し、MRI用コイルを設計し、独自開発した非平面微細加工技術を用いて試作した。試作したコイルは高磁場MRIでも利用できる自己共振周波数700MHzの小型MRIであった。

  6. ガイドワイヤー搭載電磁走査型前方視超音波内視鏡

    芳賀 洋一, 西條 芳文, 松永 忠雄

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2015年4月1日 ~ 2018年3月31日

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    血管内治療の際に用いるガイドワイヤー先端に搭載し、超音波トランスデューサ素子1個を電磁的に振動させる細径前方視血管内超音波内視鏡を開発する。細径前方視血管内超音波内視鏡は超音波素子を備えた振動子、駆動コイルで構成される。駆動コイル、幅50 μmのSiビーム、および円筒形状のサマリウムコバルト磁石を用いて電磁駆動部の駆動を確認した。当該デバイスを作製する上での各要素技術は確立してきており、細径に実装することでガイドワイヤー先端への搭載、および超音波観察は実現できると考えられる。

  7. 局所広範囲ドラッグデリバリー技術の安定化と汎用化に向けた研究

    齋藤 竜太, 冨永 悌二, 芳賀 洋一, 荒井 啓行

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2014年4月1日 ~ 2017年3月31日

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    我々は脳内広範囲ドラッグデリバリー法の開発に向けた研究を進めてきた。投薬技術の改良、安定化に向けた研究を進め、超音波併用装置を開発し薬剤分布容積を拡大させることに成功し、特許申請を行った。本研究では、投薬技術のさらなる安定化、効率化を目指して、薬剤注入ポンプを従来の従量式から従圧式へ変更すべく、従圧式ポンプを作成した。一定圧での制御が可能であること、一定圧制御時のばらつきが小さいことなど確認し、使用可能であることを実証した。一方で、専門としてきた脳腫瘍以外への本治療法応用の可能性を示すために、てんかんモデル、腫瘍を含む脊髄モデル、アルツハイマー病モデルへの本投薬装置を用いた投薬を実施した。

  8. 室温で動作する生体内挿入用集積化磁界センサの開発

    薮上 信, 芳賀 洋一

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku Gakuin University

    2013年4月1日 ~ 2016年3月31日

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    (a)センサ素子の小型化 センサヘッドサイズが数mm角以下のセンサ素子を開発した。磁界に対するキャリアの位相変化感度は最高で約300 degree/0e 程度まで高感度化した。(b)回路の小型化 市販の位相差検出用ICであるAD8302と開発した薄膜磁界センサ素子と組み合わせてコンパクト化した。(c)センサのモジュール化 PLL回路によるセンサ素子の発信器をモジュール化し、システムとしての磁界検出分解能を評価した。センサヘッドとの組み合わせで約100pT程度の磁界検出分解能を得た。(d)ワイヤレスセンサを作製し、無線で磁界の検出が可能であることを実験的に確認した。

  9. 副腎静脈サンプリングにおける超選択的採血システムの開発

    清治 和将, 高瀬 圭, 森本 玲, 太田 信, 芳賀 洋一, 中村 保宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2012年4月1日 ~ 2016年3月31日

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    原発性アルドステロン症での選択的副腎静脈支脈サンプリングにおいて副腎静脈の各支脈からの採血を容易かつ可能にする最適なデバイス(マイクロカテーテル等)の開発を目的として研究を行った。人工血管モデルやワークステーションを用いたシミュレーション環境下で、マイクロカテーテルの先端形状の相違による吸引時の副腎静脈およびマイクロカテーテルの変形や血流の変化について解析を行った。これらの結果を基に、副腎静脈の各支脈からの採血を容易かつ可能にする最適なマイクロカテーテルの試作品を作成し、実験動物を用いてその性能評価を行った。

  10. センサ、流体制御機能を有した体内留置弾性チューブ

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 石井 賢治

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku University

    2013年4月1日 ~ 2015年3月31日

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    体内で用いるチューブへの電気的および流体制御など機能付加を目指し、非平面フォトファブリケーション技術による微細加工を行った。複数の凹面部を形成したセラミック基板内壁へ凸形状を形成し、電解めっきにより金属層を形成し、内腔側に突出する金属構造とした。さらに凹面部へ流路構造の形成も行った。外径0.4mmの高分子チューブに電極構造および絶縁層を積層し電気的機能を付加しレーザーにより壁を貫通加工し内腔と外部をつなぐ構造とした。薄肉柔軟な構造を目指し、気相で成膜可能な高分子を材料として用い複数個の電極を内部に有したポリマー多層チューブを形成した。

  11. 超音波小型硬さセンサを用いた心筋虚血モニタリングシステムの開発

    渋谷 拓見, 芳賀 洋一, 松永 忠雄, 齋木 佳克

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2012年4月1日 ~ 2015年3月31日

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    重症化する心臓血管手術に対応すべく、心停止中の心筋障害の程度を継時的にモニタリングするセンサおよびシステムの開発を行った。先行研究にて心筋障害と心筋の硬さの相関関係を証明し、本システムの原理に応用した。心停止中の心筋に小型の円筒状プロープを固定し、陰圧を印加、心筋の変位量を超音波素子にて測定する構造とした。センサの機能を工学的に評価し改良を行った。今後、動物実験モデルにて評価し、さらに改良することで、臨床に応用することが期待される。

  12. 副腎静脈サンプリングを応用した原発性アルドステロン症の低侵襲根治術用器具開発

    高瀬 圭, 太田 信, 森本 玲, 清治 和将, 佐藤 文俊, 佐藤 美帆, 芳賀 洋一, 山内 清

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2011年4月1日 ~ 2014年3月31日

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    3DCTデータを基に、実際のカテーテル手技訓練の実用に耐える副腎内静脈分枝を含んだ実物大副腎静脈血管モデルが作成された。バイポーラーラジオ波焼灼針では、10-25mmの副腎腺腫は、3通りの穿刺パターンにて完全焼灼可能であることと、脂肪組織介在下での周辺臓器安全性が示された。IVR臨床治療を施行し、主要評価項目である血中および蓄尿中アルドステロンを正常化が得られ、研究当初の臨床応用目標が達成された。モデル解析にて医療経済的にも有利であるとの結果を得た。

  13. 非平面フォトファブリケーションを用いた体内挿入型MRI/NMRプローブ

    芳賀 洋一, 黒田 輝, 齋木 佳克, 松永 忠雄, 松岡 雄一郎, 松岡 雄一郎

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2011年4月1日 ~ 2014年3月31日

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    円筒面上へフォトレジストのパターニングと銅の電解めっきを用いてチューブ上へ作製した受信コイルを用いた体内挿入型プローブを用い核磁気共鳴イメージング(MRI)による高精細撮像などを体内局所において行うことを目指す。絶縁層を形成し同様の配線形成プロセスを繰り返すことでコイルを多層化して性能を向上している。コイル周辺の組織によって最適な共振周波数とインピーダンスが変動することに対応した可変容量集積回路を小型に設計、試作し、これを用いて開発したコイルと組み合わせ、NMR信号の受信、撮像の評価を行った。保護回路を入れることで可変容量集積回路の絶縁破壊を起こさずにNMR信号の受信、撮像を行うことができた。

  14. 人工消化管粘膜の構築

    福島 浩平, 芳賀 洋一

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku University

    2010年 ~ 2011年

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    立体的微小構造体の作製に適した精密微細加工技術(Micro Electro Mechanical Systems、MEMS)を用いて消化管の粘膜構造を作成し、培養細胞との組み合わせにより絨毛・陰窩様構造を有するいわば「人工消化管粘膜」の作成を試みた。MEMS技術により、微小突起を多数有する「小腸様」表面構造物、微小陥凹を有する「大腸様」構造物を作製した。その上に人工の膜をはり、細胞を培養することができた。物質のやり取りが可能なシステムを作り上げることにより、人工の粘膜を作りうる可能性が示された。

  15. 脳実質内薬物送達システムの開発

    冨永 悌二, 早瀬 敏幸, 芳賀 洋一

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    2009年 ~ 2011年

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    中枢神経疾患の治療として脳実質内への有効な薬剤投与法の確立をテーマに実施した。当科で注目して研究を進めてきたConvection-enhanced delivery(CED)法を基盤とし、投薬後の薬剤分布を予想するシュミレーションシステムの開発と独自の新規注入システムの開発を目指した。まず、画像モニタリング下薬剤投与システムの構築を行い、MRI造影剤を抗癌剤に混入することでMRIガイド下の投薬を可能とした。続いて、薬剤分布をシュミレーションするシステムの構築を進め、特に脳幹部への投薬をシュミレーションするシステムを構築した。一方でCEDによる薬剤分布をさらに効率良いものとする新規薬剤注入デバイスの開発も行った。

  16. 次世代型軟性内視鏡治療デバイス

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 江刺 正喜

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2008年 ~ 2010年

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    従来の軟性内視鏡と交換して用いる多機能内視鏡と、従来の軟性内視鏡先端に装着する多機能キャップ、それぞれについて、基盤となる微細加工技術と一次試作を行った。円筒基板の上に様々な機能性材料を付加するために円筒面フォトリソグラフィー技術、MEMSプロセス、レーザー加工技術を利用したツールの試作を行った。挿入性を確保しながら多機能化、高機能化を実現する折れ曲がり変形内視鏡を開発した。

  17. 深部充実性臓器の酸素飽和度解析システムの開発

    齋木 佳克, 川本 俊輔, 田林 晄一, 芳賀 洋一, 松永 忠雄

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2008年 ~ 2010年

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    微細電気機械システム(MEMS)技術と精密機械加工技術を組み合わせ、光ファイバを搭載した特殊カテーテル先端に側面設置したマイクロフォトデテクターを実装する新規デバイスを試作した。発光素子により660nm~850nmの異なる波長の近赤外線を送信し、受信した信号から吸光度の変化量を測定する試みを行った。試作第一号が完成した後、S/N比向上やクラッタ成分除去システムの改良を行った。ノイズから微弱信号を分離し増幅するための外部回路ユニットの構成要素を改良した。現在、光ファイバを含めてセンサユニットを最小化するための工夫を行っている。

  18. 新しい脊髄虚血モニタリング法の開発

    崔 禎浩, 齋木 佳克, 本吉 直孝, 芳賀 洋一, 松永 忠雄, 川本 俊輔, 田林 晄一, 赤坂 純逸, 大川井 宏明

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2007年 ~ 2010年

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    マイクロ・ナノテクノロジーを用いた微細電気機械システム(MEMS)技術を応用して極小サイズの超音波振動子を新規に作製し、脊髄腔内に挿入可能なフレキシブルカテーテルにそれらを側面配置型に搭載した脊髄虚血モニタリングシステムを開発した。Adamkiewicz動脈を模倣した血管ファントムの作製し、人工血液を灌流する実験系で、マイクロトランスデューサーの配置を最適化し、血流量変化に応じたドップラー・シフトを検知し得た。今後、S/N比の改善のためにさらなる修飾が必要である。

  19. 円筒面フォトリソグラフィーを用いた光ファイバー電磁振動型細径高精細内視鏡の開発

    芳賀 洋一, 松永 忠雄, 牧志 渉

    2006年 ~ 2007年

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    1本の光ファイバーを電磁的に2次元スキャンさせ画像を構成する原理を用い、細径かつ解像度の高い医療用内視鏡の実現を目指した。血管内、乳管内、歯周ポケットなどへ挿入し光学的観察を行うことを想定している。外径2mmのポリイミドチューブを基板とし、円筒面上へのフォトリソグラフィーと銅の電解めっきにより2次元駆動のための多層コイルを作製した。円筒状基板へのフォトリソグラフィーは、露光光としてレーザ光をスポットで照射し、基板をステージ制御で動かすレーザ描画で行う。スプレーコーターでレジストを均一な膜厚で塗布し、レーザ描画露光装置を用いてコイル形状をパターニングする。その後レジストを型として電解めっきを行いコイルの作成を行った。光ファイバーを電磁的に駆動し振動させるため、永久磁石を取り付けたコリメートレンズ付き光ファイバーをコイル内に内蔵する。永久磁石は、外径500μm、内径140μm、長さ2mmのFe-Cr-Co系永久磁石を使用した。また、コリメートレンズは外径125μmで長さ790μm、焦点距離750μmのファイバー融着型グリンレンズを使用した。コイルに交流電流を流すと永久磁石の磁気モーメントが磁界と揃うように曲がり光ファイバーを振動させる。X,Yそれぞれの1次元の駆動および、X方向とY方向の位相を90度ずらした状態で正弦波振動させ円を描き、2次元駆動を確認した。

  20. 高機能細径医療ツールのための円筒面に適したMEMSプロセスの開発

    松永 忠雄, 芳賀 洋一, 牧志 渉, 江刺 正喜

    2006年 ~ 2007年

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    本研究の目的は、マスクレス露光を用いたフォトリソグラフィーをはじめとする半導体微細加工技術および微小機械要素を取り入れたMEMS技術を、細径の円筒面に適応することにより、高機能医療ツールを実現することである。医療機器など高付加価値のデバイスの形状に着目すると、ほとんどが円筒形状であり、この目的に特化して新たな微細加工および集積化技術を開発することにより、今までにない有用で高機能なデバイスを実現できる。昨年度から遂行している円筒形状サンプル表面にフォトリソグラフィーを行うための要素技術(露光、レジストスプレーコーティング、成膜、めっき)、および非平面サンプル上へのレーザー局所加熱を用いた集積回路実装技術はほぼ確立した。 本年度は露光光を微小点で照射し,ステージを多軸で制御することにより描画する点照射を用いたマスクレス露光により、血管内MRIプローブの作製を行った。本デバイスは血管病変をコントラスト良く高解像度イメージングするために用いられる。外径φ2mmのガラスチューブ上にサドルコイル(RFコイル)を作製し、マッチング回路を組み込みこんだデバイスをMRI装置に接続し、イメージングを行った。ブタ鎖骨下動脈摘出サンプル内に本デバイスを挿入しイメージングを行った結果、φ7.5mm範囲の撮像が可能であり、その有効性を確認した。 以上の結果から、円筒面に適したMEMSプロセスを用いた高機能細径医療ツールのフィージビリティを確認し、本研究の目的をほぼ計画通り達した。

  21. ISFETを用いた膵管内PHモニタの作成と膵炎、膵癌の早期診断への応用

    佐藤 賢一, 芳賀 洋一, 木村 憲治

    2004年 ~ 2005年

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    膵癌は手術後の5年生存率が20%以下と消化器癌のうちで最も予後不良の癌の一つである.両疾患とも早期発見によって、それぞれ膵機能不全の防止ならびに手術による根治術の可能性が高まる.しかし、現在までに早期発見の切り札となる検査法は確立されていない. 膵導管のわずかな異常部位を同定する事ができれば慢性膵炎の初期の段階を捉える可能性がある.同様に膵癌は末梢の導管から生ずるため、その発生初期の段階で局所的に導管機能の低下が起こっており、早期の状態ではその障害の為血清アミラーゼの上昇も認められる。この事から、膵管内の局所で膵液中の重炭酸塩濃度を測定できれば、両疾患の早期発見も現実的となる. "ISFET(Ion Sensitive Field Effect Transistor)"は、超小型の半導体で、幅約0.5mm以下と非常に小さく、シャーペンの芯ほどの大きさでpHを測定することができる。さらに微量な検体量で測定可能である点が特徴である.重炭酸塩は弱アルカリ性でありその濃度の変化はpHの変化を引き起こす.そこで、本研究では、ISFETを利用して、膵管内のpHをモニターし、慢性膵炎さらに膵癌の早期診断に対する応用を検討する事を目的とした. 本研究において、準備段階である膵癌発がんマウスモデルを樹立した。すなわち、化学物質DMBAをマウス膵に直接投与することによって、3ヶ月以内に高頻度に膵癌が発生することを明らかにした。このモデルを使い、今後膵管内pHを測定し癌化との関連を明らかにしていく予定である。

  22. 妊娠中における超早期子宮内手術ツールの開発

    芳賀 洋一, 江刺 正喜, 千葉 敏雄

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2002年 ~ 2004年

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    胎児手術は、当初のopen fetal surgery(子宮を切開し直視下に胎児に施行する手技)から、次第に侵襲の少ないfetoscopic procedure(子宮切開を伴わない低侵襲内視鏡手術)へとシフトしつつある。本研究では、マイクロマシン技術を利用して超早期子宮内手術に役立つ内視鏡ツールの開発を行った。具体的には、リアルタイムで患部を観察・評価するツールとして超音波内視鏡を、処置用ツールとしてマイクロレーザースキャナーと集束超音波ツールの開発を行った。いずれのツールも上述の低侵襲内視鏡手術に適応できるように設計・作製された。 糸と針を用いた縫合処置が困難な小さく勝つ脆弱な胎児組織に対し、光ファイバーを用いて体内へ導いた治療用レーザー光を体内で精密にスキャンし切開、凝固、蒸散など精密なレーザー治療を実現する装置を開発した。3本の圧電カンチレバーを用いて直径1mmのミラーを2次元に傾けレーザーをスキャンし、スポット径100μm程度での2次元走査を確認できた。さらに、外径3.8mmのポリマー製チューブ内に実装し、内視鏡の鉗子口への挿入に適した形状を実現した。超音波ツールは超音波ビームの指向性を制御し、凸形状振動子を8個有した外径3mmの振動子を用いてイメージングを行うツールと、凹形状振動子を用いて超音波を集束させ治療に用いるツールの2種類を試作した。イメージャーは凸形状振動子を8個有した外径3mmの振動子を試作し、水中においてアルミ板からの反射エコーを取得できており、今後、胎児組織を含めた体内組織の画像化を試みる。治療ツールにおいては外径6mmの集束超音波治療ツールを試作し、治療目的に必要な超音波強度が実現できていることを確認した。集束性の最適化、超音波トランスデューサー材料の最適化により外径2mm程度でも実用的なツールが可能と考えている。

  23. ナノメートルの精度で動く分布型マイクロ・ナノマシン

    江刺 正喜, 田中 秀治, 小野 崇人, 羽根 一博, 芳賀 洋一

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    2001年 ~ 2003年

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    半導体微細加工技術をベースとした「マイクロマシニング」によって、センサやアクチュエータを集積化させた分布型マイクロ・ナノマシンを作ることを目的に、本研究ではナノ駆動機構とその関連技術について、設計、製作、物理現象の解明を行った。高密度記録で、多数のプローブにより同時に記録や読出ができるマルチプローブデータストレージの開発を行い、ダイアモンドヒータプローブで基板上のポリマ薄膜に熱機械的に記録するもの、ダイアモンドプローブによる強誘電体に記録するもの、また導電性ポリア薄膜に通電して記録し導電性変化で読み出すものなどを開発した。カーボンナノチューブなどによる電界放射電子源と静電レンズを組み合わせた集束電子ビーム源を多数配列させ、非接触データ記録や並列電子ビーム露光を行う装置に関する基礎実験を行った。圧電セラミックス基板を加工して一体型(モノリシック)の6軸ステージを製作した。これは走査プローブ顕微鏡を始め、本研究で進めている各種マルチプローブデータストレージやマルチ鏡筒電子ビーム露光装置、あるいは細胞レベルのMRI装置などに用いることができる。またサブミクロンの間隔で多数の対向電極構造が分布した分布型静電マイクロアクチユェータを製作した。この他、静電力によるチノ駆動機構を持つマルチプローブやボータイアンテナ型光プローブ、極薄薄膜の共振周波数変化を用いた高感度センサなどの研究成果も得ており、研究目的を達成した。

  24. 形状記憶合金コイルを用いた視覚障害者用ピンディスプレイ

    芳賀 洋一

    2000年 ~ 2001年

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    1,1文字(8ピン)単位のモジュール化と設計の最適化:点字を動的に表示するために8ピンを1つのモジュールにまとめて1文字とし、抜き差しによる交換を可能にして故障の際のメンテナンスに対応した。また、ラッチ機構(永久磁石、ニッケルチューブ、金属板)の最適化を行い、ラッチ力およびピンの動作特性を向上した。 2,形状記憶合金(SMA)コイルアクチュエータ駆動用ICのモジュールへの搭載:ひとつひとつのモジュールにアドレッサブルラッチ(74HC259)とトランジスタアレイ(TD62083)を搭載し、外部回路から簡単に制御できるようにした。ICを載せる回路基板を設計・自作することによりモジュール全体を小さくし、点字の規格に合わせて集積化して配列できるようにした。また、複数のモジュールを一括して制御する回路を作製し、ピンの上下動作制御を確認した。 3,電気めっきを利用した一括組み立て:それぞれのピン上のSMAコイルと回路基板を電気的に接続するために従来は導電性接着剤を用いていたが、ニッケルの電気めっきを局所的に行う技術を開発し、モジュールの一括組み立てを可能にした。 4,2次元配列ピンディスプレイの設計・開発:盲人用の点字を動的に提示するピンディスプレイはモジュールを横一列に16〜32個並べているが、縱横2次元平面にピンを分布させることができれば図形も表現できる。この目的のため制御用ICをピンの真下に配置させた設計を考案し基板の設計・試作を行った。

  25. 多機能能動カテーテル

    江刺 正喜, 仁田 新一, 柳 永勳, 芳賀 洋一, 伏見 正寛, 高橋 明, 南 和幸

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A).

    研究機関:Tohoku University

    1998年 ~ 2000年

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    半導体微細加工技術を応用し、血管内を動き脳内のような到達しにくい部位に診断や治療の器具を導入できる能動カテーテルを開発している。通電加熱して動かす形状記憶合金(SMA)のコイルで作られたアクチュエータが多数分布し各部が自由に曲って蛇のように柔らかく動く能動カテーテル、およびそれに用いる各種センサについて研究を行った。 外径2.3mmで通信制御用集積回路を内蔵して3本の共通線だ動く能動カテーテル、外径1.4mmで曲るだけでなく延びたり捩れたりする機能を持った能動カテーテルを製作した。後者はチューブ状のもので電気めっきなどの方法により一括組立できる特徴がある。この他SMAの薄板をエッチング加工して製作したものなども開発した。カテーテルの外側の被覆には曲りの妨げにならず、しかもつぶれないことが要求されるため、これに適した螺旋骨格薄肉入りチューブを開発した。また外径0.5mmの線で曲る機能を持つ能動ガイドワイヤーの製作にも成功している。この他SMAのコイルで作られたアクチュエータを分布させた別の応用として、盲人用の触覚提示装置を製作した。 カテーテルに取り付ける各種のセンサを開発した。一つはカテーテル前方を観測できる直径3mmの超音波イメージャであり、その駆動のためにバイメタル式の切換用マイクロリレーなども製作している。また超音波トランスジューサに用いる圧電材料PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を微細加工する方法の研究を行い、反応性イオンエッチング(RIE)で製作したシリコンを鋳型にして焼結する加工法で所望の特性が得られるものを製作することができた。この他外径125μmの光ファイバ先端に薄いダイアフラムを形成した極細圧力センサ、あるいは体外で発生した磁場を検出する磁気センサをカテーテル先端に組込んでカテーテル先端の位置や方向を知るセンサなどを開発した。 この他、能動カテーテルの微細組立のために紫外レーザ支援CVDによる導電膜の堆積技術などについて成果を得た。これらの成果は脳血管内治療学会などに報告して共同研究者ら専門医師からの高い評価を受けた。

  26. 微小流体制御システムに関する共同研究

    江刺 正喜, 田中 秀治, 芳賀 洋一, 小野 崇人, 南 和幸, 柳 永勳, WANDT Michae, MENZ Wolfgan

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

    研究機関:Tohoku University

    1998年 ~ 2000年

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    流量センサ、バルブ、ポンプなどを流路とともに製作し、様々な要求に応えられる微小流体制御システムを実現可能にするため、信号処理回路の集積化ができるシリコンマイクロマシニング技術と、立体的で複雑な樹脂構造体を作製できる微細射出成形技術を利用し、これにより、大量生産した機能ごとのモジュールを組み合せた微小流体制御システムを可能にすることを目的に研究を行なった。 化学分析システムのサンプリングモジュールとして、表面張力を利用して試料と反応試薬を混合するデバイスの開発を行った。微小世界では表面張力が大きな役割を果たすが、それを制御するため、テフロン微粒子の複合めっきで表面を選択的に疎水性にする技術を開発した。 採取した微量の検体を分析するチップを使い捨て用に安価に製作するため、微細成形技術について研究を行った。微細な鋳型を東北大学で製作し、フライブルグ大学においてホットエンボス成型を行った。この他の透光性シリコンゴム型を用いた光硬化性樹脂による成型や、マイクロカラム付免疫チップおよびモジュール化の研究も行っている。 シリコン基板上に異なるプローブ遺伝子(DNA)を合成し並列的に遺伝子診断を行うDNAチップを開発した。これでは基板表面処理技術や光感受性保護基を持つ分子の合成などを行い、癌の細胞分裂を促す遺伝子のプロモータ領域の一塩基多型(SNP)解析用DNAチップの開発に発展している。この他液滴を付けるスポッティング法でDNAチップを作るためのヘッドの開発も行った。 微量のガスを制御できる集積化マスフローコントローラを開発してきたが、半導体製造などに応用するため腐食性ガスにも利用できる耐触性集積化マスフローコントローラを開発できた。これはハロゲンガスに侵されないステンレススチールと窒化アルミニウムを接ガス部に用いている。

  27. マイクロマシニングを用いた前方視血管内超音波内視鏡

    芳賀 洋一

    1997年 ~ 1998年

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    1、 撮像プログラムの作成と像構成 あらかじめ発信振動子と受信振動子のすべての組み合わせの反射波形を測定し、各ピクセルに対応した遅延時間をソフトウェア上で加え重ね合わせる、ソフトウェア式フェイズドアレイプログラムを作成した。 2、 撮像実験およびコンポジット型PZTリングアレイ超音波プローブの作製 外径φ3mm、内径2mmの8素子のPZTリングアレイ超音波振動子を用いてデータ取得を行い、上記の撮像プログラムを用いてプローブ正面に置いたφ1mmの真棒およびφ3mmのボールベアリングの撮像を行った。撮像物体の像および移動の様子が確認されたが、超音波パルスのリンギングおよび不要な振動モードに起因すると思われる多数の虚像が同時に観察された。そこでDice and Fill法によりリング状の1-3コンポジット素子を新たに作製し、リンギングの若干の減少と不要な振動モードの除去を確認した。 3、 ファインピッチ1-3コンポジット型超音波振動子作製プロセス 虚像のないより鮮明な画像を得るためにはPZTの1-3コンポジットをより微細に作る必要がある。RIE(反応性イオンエッチング)によるディープエッチングを行ったシリコンを鋳型にしてPZTを焼結するSi-lost-mold法を改良し、φ7μmのPZTロッドのアレイを試作した。 4、 RIEを用いたPZT加工法の開発 ファインピッチ1-3コンポジットを作製するための新たなPZT加工法として、RIE(反応性イオンエッチング)で直接PZT基板をエッチングする方法を開発した。これは、SF6ガスのプラズマ中で発生したイオンに電界をかけて加速し、PZT基板に衝突させるもので、あらかじめパターニングしたNiマスクのない場所でPZTが選択的に取り去られる

  28. 高機能振動形センサに関する研究

    江刺 正喜, DE Rooij N.F, SCHMIDT M.A., SENTURIA S.D, 小野 崇人, 芳賀 洋一, 倉林 徹, 南 和幸, 李 榮泰

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for international Scientific Research

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    1995年 ~ 1996年

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    シリコンマイクロマシニングにより微細な機械的振動子を製作し、高機能な振動型センサを実現するために、要素技術の開発から実際のセンサの試作まで、種々の研究を行った。以下に研究実績を記す。 1.微小振動子の製作技術については、厚さが1μm以下の単結晶シリコンの片持ち梁を1μm以下の狭い間隔でガラス基板の上に形成する技術を完成した。ガラス側には静電駆動や容量検出用の電極が形成されており、原子間力顕微鏡(AFM)用の容量形プローブなど極めて高感度な振動形センサがこれによって可能になる。この製作においては、エッチング後の乾燥時に水の表面張力によって薄い振動子が基板等への貼り付く現象が生じないようにすることが重要である。このため低表面張力のフロリナ-トを用いた乾燥法を新たに開発した。 2.微小振動子の真空封止のパッケージングの技術について研究した。大きなQファクターの振動子を実現するには、気体分子によるダンピングを避けるために振動子を真空封止する必要がある。このため、非常発型ゲッタを内蔵して真空中で陽極接合する技術を開発して、センサの製作に用いた。また、小型実装のために、振動子を含むデバイスをフェイスダウンポンディングできる技術を開発した。 3.シリコン微小振動子の励振と検出の両方を静電的に行う角速度センサを開発し、動作を確認した。またこのセンサのために励振と検出を静電的に行う回路、自励振動回路、DC電圧で共振周波数を一定に保つ静電サーボ回路などを製作・動作確認を行い、必要とされる回路技術を確立した。 4.微小振動子を電磁駆動し、容量で検出する角速度センサを試作した。ガラスとシリコンの陽極接合技術を用いてパッケージングされた状態で高いQファクターをもつシリコン振動子を実現することができ、センサとしても動作することが確認できた。また、センサ微小振動子の微細加工に用いるRIE装置を新たに試作して検討を行い、異方性の高い加工が行えることを確認した。 5.微小振動子に実現に必要なシリコンの細い梁を作成するプロセスとして、熱酸化膜とXeF_2を用いたドライエッチングを組み合わせた微細加工技術を開発した。このために、新たにドライエッチング装置を試作し、改良を重ねた。この結果、必要とされる正方形に近く、かつ1辺の寸法が60μm程度の断面形状の梁を製作できることを確認した。 6.センサの感度を向上させるための大振幅の振動を励起する方法として、圧電薄膜を用いた振動形センサの検討を行った。膜堆積プロセス、膜の圧電特性などを含めた評価・検討を行い、堆積方法や圧電特性の問題点、および圧電薄膜を用いた振動形センサの有用性について明らかにした。今後、堆積方法の改良を含めた圧電特性の良い圧電薄膜の堆積技術が必要であることが分かった。 7.高いQファクターの振動子を製作するには、内部欠陥の少ないシリコンを用いることが非常に有望であることが分かったが、さらにQファクターを向上し、センサの感度をあげるためには、機械的な構造、振動方式の改善も必要であることが分かった。今後、この点についても検討して行くことが重要である。

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社会貢献活動 13

  1. イベーション・ジャパン 2006

    2006年9月13日 ~ 2006年9月15日

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    出展タイトル:東北大学先進医工学研究機構芳賀研究室(マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲検査・治療機器)

  2. 国際モダンホスピタルショウ2006

    2006年7月12日 ~ 2006年7月14日

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    国際モダンホスピタルショウ2006、東京ビッグサイト 出展タイトル:東北大学先進医工学研究機構 芳賀研究室 (主催:社団法人 日本病院会、社団法人 日本経営協会)

  3. ナノバイオExpo2006、東京ビッグサイト

    2006年2月21日 ~ 2006年2月23日

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    ナノバイオExpo2006、東京ビッグサイト (メムザス株式会社と共同出展) (出展タイトル:マイクロ・ナノマシニング技術を用いた低侵襲検査・治療機器)

  4. メディカルクリエーションin福島

    2005年1月24日 ~ 2005年11月24日

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    メディカルクリエーションin福島、ビックパレットふくしま

  5. イノベーション・ジャパン2005 大学見本市、東京国際フォーラム

    2005年9月27日 ~ 2005年9月29日

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    イノベーション・ジャパン2005 大学見本市

  6. 2005年9月1日~2日、「みやぎの先端技術展示会」(ソニー(株)展示会

    2005年9月1日 ~ 2005年9月2日

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    2005年9月1日~2日、「みやぎの先端技術展示会」(ソニー(株)展示会)、ソニー株式会社本社10号館

  7. LASER EXPO 2005(レーザーエキスポ2005)

    2005年4月20日 ~ 2005年4月22日

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    LASER EXPO 2005(レーザーエキスポ2005)、パシフィコ横浜

  8. Sensor Expo Japan 2005(センサ総合展2005)

    2005年4月6日 ~ 2005年4月8日

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    Sensor Expo Japan 2005(センサ総合展2005)、東京ビックサイト

  9. 「患者さんの負担を減らす医療技術への挑戦」

    2009年1月1日 ~

  10. あしたの医療202X (7) 光で探し出す 危険病巣

    2008年11月18日 ~

  11. 高大連携地域開会公開講座東北大学特別授業

    2008年6月28日 ~

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    体の中から治療するミクロのロボット ~マイクロ・ナノテクノロジーを用いた低侵襲検査・治療機器の開発~

  12. 東北7県ビジネスマッチ2006

    2006年9月29日 ~

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    東北7県ビジネスマッチ2006 出展タイトル:東北大学先進医工学研究機構・芳賀研究室/メムザス株式会社

  13. 「もっと知りたい科学の最先端」 平成17年度 科学技術振興調整費成果発表会

    2006年3月25日 ~

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    「もっと知りたい科学の最先端」 平成17年度 科学技術振興調整費成果発表会、日本科学未来館 (主催:文部科学省)(出展タイトル:東北大学先進医工学研究機構 芳賀研究室)

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メディア報道 40

  1. 「医新薬進」第6部 消化機能を救う(上) 体内トンネル 病変逃がさず 東北大とメムザス 内視鏡自在に、使い切りも

    日経産業新聞

    2008年6月17日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    日経産業新聞 2008年6月17日 「医新薬進」第6部 消化機能を救う(上) 体内トンネル 病変逃がさず 東北大とメムザス 内視鏡自在に、使い切りも

  2. 超極細の圧力センサー、MEMSで直径半分に、東北大が開発、検査・治療機器に応用

    日経産業新聞

    2008年2月9日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    日経産業新聞 2008年2月9日 超極細の圧力センサー、MEMSで直径半分に、東北大が開発、検査・治療機器に応用

  3. 医療分野に応用始まったMEMS技術

    ガスメディキーナ 2007, Vol. 12

    2007年10月31日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    ガスメディキーナ 2007, Vol. 12, pp. 38-40 医療分野に応用始まったMEMS技術 (2007年10月31日発行)

  4. 未来技術報告 第7回 マイクロ/ナノテクノロジーが切り拓く次世代の低侵襲治療デバイス

    AXIS, vol. 126

    2007年4月1日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    pp. 138-142 未来技術報告 第7回 マイクロ/ナノテクノロジーが切り拓く次世代の低侵襲治療デバイス (2007年4月1日発行

  5. 「医療・介護 改革の主役たち」 メムザス (仙台市) 切開せずに患部を手術

    日経産業新聞

    2007年2月16日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    「医療・介護 改革の主役たち」 メムザス (仙台市) 切開せずに患部を手術

  6. Vol. 8 第75夜 東北大学先進医工学研究機構 芳賀洋一

    単行本 絶望に効くクスリ(小学館、山田 玲司著)

    2006年10月5日

    メディア報道種別: その他

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    Vol. 8 第75夜 東北大学先進医工学研究機構 芳賀洋一 インタビュー漫画 「メディスンアトム」, pp. 112-122 取材後記 「ハカセのススメ]」 pp. 123-125 (2006年10月5日 発行)

  7. 2006産学官技術交流フェア 出展企業・紙上プレビュー 東北大学・芳賀洋一研究室

    日刊工業新聞

    2006年9月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    2006産学官技術交流フェア 出展企業・紙上プレビュー 東北大学・芳賀洋一研究室

  8. シリーズ東北大学100年物語 「医療革命の幕開け・・・医工学を探る」

    仙台放送

    2006年8月8日

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

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    シリーズ東北大学100年物語 「医療革命の幕開け・・・医工学を探る」

  9. 東北大 緊急時、壊死防ぐ腸閉塞の治療器具 先曲がり奥まで届く

    日経産業新聞

    2006年6月6日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    東北大 緊急時、壊死防ぐ腸閉塞の治療器具 先曲がり奥まで届く

  10. 理事長対談 医師にして工学博士 芳賀洋一先生と研究・社会・地域企業との協力について

    社団法人 仙台青年会議所 会報誌 のぞみ Vol. 379

    2006年6月1日

    メディア報道種別: その他

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    pp. 3-10 理事長対談 医師にして工学博士 芳賀洋一先生と研究・社会・地域企業との協力について

  11. 超音波で遺伝子治療 東北大 細胞刺激し投与 がん治療応用へ

    日経産業新聞

    2006年5月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    超音波で遺伝子治療 東北大 細胞刺激し投与 がん治療応用へ

  12. 超音波照射 体内に直接 抗がん剤治療を効率化 東北大・東京女子医大 医療器具を開発

    日経産業新聞

    2006年1月19日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  13. 電子内視鏡、柔らかく 東北大、形状記憶合金使う

    日経産業新聞

    2006年1月10日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  14. リサーチ最前線

    日経バイト(日経BP社) 2006年1月号

    2005年12月22日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    目指すは“ミクロ決死隊” 微小円筒表面への配線技術を開発

  15. 絶望に効くクスリ

    週刊ヤングサンデー 新年第1号

    2005年12月1日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    pp. 347-356 タイトル:第106夜 メディスンアトム

  16. 先端技術事業化

    インターネット 日経BP

    2005年11月14日

    メディア報道種別: その他

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    メムザスの能動屈曲イレウスチューブ、共同開発先が医療機器として申請中

  17. 「ミクロの決死圏」夢じゃない 医療器具製造など メムザス 体内治療に挑戦

    日経産業新聞

    2005年10月7日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  18. メムザス、腸閉塞治療用能動屈曲カテーテルを開発

    インターネット 中小企業の為のビジネス瓦版

    2005年9月26日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  19. 東北大発ベンチャー「メムザス」 腸閉塞カテーテル開発

    河北新報(県内版)

    2005年9月22日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  20. 研究室だより

    電気学会論文誌E, Vol. 125E, No. 7 (2005年7月号)

    2005年7月

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    東北大学先進医工学研究機構(TUBERO) ナノメディシン分野芳賀研究室

  21. (連載) 先端を見る

    朝日新聞(県内版)

    2005年6月9日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    ナノ単位の医療器具開発 東北大・芳賀洋一研究室

  22. レーザー治療用マイクロ2次元スキャナー

    O plus E 2005-6, Vol. 27, No. 6 株式会社 新技術コミュニケーションズ

    2005年6月

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    pp. 607-608 O plus E NEWS (Laser Expo 2005展示紹介)

  23. レーザー治療しやすく 東北大 脳手術などに応用へ 新装置、光の向き調節自在

    日経産業新聞

    2005年4月20日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  24. Challenger (挑戦者), MEMSデバイスを体内に入れメスを使わず“ピン・ポイント”治療 芳賀洋一氏 メムザス取締役

    日経マイクロデバイス (NIKKEI MICRODEVICES) 2005年3月号

    2005年3月

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  25. 誌面報告1 東北大学100周年記念セミナー 科学が次の100年で創り出せること

    日本経済新聞

    2005年2月28日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    第1回 「ナノが創る未来の世界 -機械工学の挑戦-」

  26. 芽はぐくむ研究室 東北大学・芳賀洋一助教授

    日刊工業新聞

    2005年1月7日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  27. 東北大発VB設立 能動カテーテル3年後事業化目指す MEMS活用し医療機器

    日刊工業新聞

    2004年10月29日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  28. 医療機器開発でVB 東北大教員らが来秋設立

    日経産業新聞

    2003年9月11日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  29. 東北大教授ら 医療機器で大学発VB 来秋「医工学連携」に弾み

    日本経済新聞(日経)

    2003年9月10日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  30. ピン使い触覚型表示装置 東北大など 素子に形状記憶合金

    日経産業新聞

    2003年6月23日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  31. 手術ロボットとマイクロマシンの可能性を探る

    Daily Bulletin 第2号 (第101回日本外科学会総会)

    2001年4月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  32. 最先端微小機器 体の隅々まで観察、検査

    河北新報 (第2朝刊)

    2001年4月11日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  33. 超小型、でも多用途期待 「マイクロマシン」の研究盛ん 自動車部品軽量化、体内治療などに

    朝日新聞

    2001年2月1日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  34. NHKスペシャル 世紀を越えて あくなき挑戦 第2集 驚異の超微小マシン

    NHK

    2000年8月27日

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

  35. 視覚障害者のパソコン利用に朗報 点字ディスプレーを工学部生が開発

    東北大学新聞

    2000年7月11日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  36. パソコン情報 点字で表示 省エネタイプ新型機を試作 東北大グループ

    河北新報

    2000年5月28日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  37. 東北大工学部の11人 米大学で研究成果披露へ

    河北新報

    2000年5月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  38. 「未来の創造者」題:新しい旅

    フォーリャ・デ・サンパウロ紙日曜版付録 「レヴィスタ・デ・フォーリャ」誌特集

    2000年1月30日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  39. 超音波内視鏡に屈曲機能 体外からコントロール 腎臓下部など観察可能

    河北新報

    1997年11月4日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  40. 21世紀の医学を開く 「能動カテーテル」開発

    読売新聞

    1997年10月15日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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その他 19

  1. 極細径光ファイバ圧力センサ

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    本研究の目的は体内狭所での圧力測定を可能にする外径125μmの極細径光ファイバ圧力センサを低侵襲医療ツールに組み込んだ、臨床で広く用いられるデバイスとして実用化することである。

  2. マイクロポンプシステムを用いた分子シャペロンとして働く薬物投与による遺伝性難聴の革新的治療法の創生

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    マイクロポンプシステムを用いた分子シャペロンとして働く薬物投与による遺伝性難聴の革新的治療法の創生

  3. 光、音響エネルギー等利用マイクロ治療器の研究・調査

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    光、音響エネルギー等利用マイクロ治療器の研究・調査

  4. 代替医療・統合医療の科学的評価手法確立に向けた調査研究

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    代替医療・統合医療の科学的評価手法確立に向けた調査研究

  5. 細血管を温存可能な内視鏡手術デバイス(レーザージェットメス)の開発

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    細血管を温存可能な内視鏡手術デバイス(レーザージェットメス)の開発

  6. 統合医療における生体情報の先進医工学的計測手法に関する調査研究

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    統合医療における生体情報の先進医工学的計測手法に関する調査研究

  7. 先端融合領域イノベーション拠点の形成 マイクロシステム融合研究開発拠点

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    先端融合領域イノベーション拠点の形成 マイクロシステム融合研究開発拠点

  8. 体内より高感度センシングを行うマイクロデバイスの開発

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    体内より高感度センシングを行うマイクロデバイスの開発

  9. 細径かつ柔軟なシャフトをもつ電子内視鏡の研究

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    細径かつ柔軟なシャフトをもつ電子内視鏡の研究。微細加工技術を用いて本目的の試作を行う。また動物実験による評価も行う。

  10. 内視鏡レーザー手術用2次元マイクロスキャナー

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    内視鏡レーザー手術用2次元マイクロスキャナー

  11. スマート形状記憶合金マイクロアクチュエータの開発

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    本試験では、“位置決め精度”に優れ且つ“蓄熱を抑制し更に消費電力量の低減”を実現するスマートな形状記憶合金M.Aの開発を目的とする。具体的には、マイクロコンピュータの設計・試作(分解能0.1mm以下)、SMAアクチュエータとの集積化、パッケージングを行う。

  12. 集積化3軸MIセンサを用いた低侵襲検査治療ツール用3次元ナビゲーションシステムの開発

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    集積化3軸MIセンサを用いた低侵襲検査治療ツール用3次元ナビゲーションシステムの開発

  13. MEMSによるハプティック(触覚)型超音波診断システムの開発

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    MEMSによるハプティック(触覚)型超音波診断システムの開発

  14. マイクロアクチュエータ、マイクロセンサの研究

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    微細加工技術を応用したマイクロアクチュエータ、およびマイクロセンサを、究開発し、それらの応用製品に関しても基礎研究を行う。

  15. 内視鏡的脳神経手術用超小型レーザースキャナーの開発

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    内視鏡的脳神経手術用超小型レーザースキャナーの開発

  16. 解離性大動脈瘤エントリー部閉鎖プラグの開発

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    解離性大動脈瘤エントリー部閉鎖プラグの開発

  17. 立体的マイクロマシニングによる先球ファイバの開発

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    立体的マイクロマシニングによる先球ファイバの開発

  18. MIセンサを用いたカテーテル先端位置検出システム

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    MIセンサを用いたカテーテル先端位置検出システム

  19. モジュール連結型多機能マイクロマシンの研究

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    モジュール連結型多機能マイクロマシンの研究

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