医療内視鏡用中空型マイクロ超音波アクチュエータの開発

内視鏡下の治療機器や手術システムは小腸、気管支、動脈血管内などの診断・治療に使われ、技術革新は急速に進んでいる。観察方式はビデオ内視鏡式から超音波内視鏡式へ移行しており、近年は高分解能で断層観察が可能な光干渉（OCT）内視鏡式が登場し始めている。

数値解析により、圧電素子に進行波が発生しやすい形状を設計し、振動部材、材質、電極パターンの形状を設計した。圧電素子は4種類を使用し、製品寸法に切削加工した。電極パターンは5個を直列配置し、スパッタリング装置で暫定目標の約500nmの膜厚を得た。切削加工した圧電素子は別途加工した振動プレートに接着し、加圧力を調整できる接着硬化治具を製作した。評価では、圧電素子の5か所の電極に150Vの電圧を順次印加し、振動プレートに約4.6μmの振幅の進行波が発生することを確認した。さらに評価ユニットのZ軸スライド機構で直動動作の発生力と移動速度を確認した。

単層素子を用いる本方式は、積層素子に比べコストが1/10から1/100と安価で、量産が可能である。直動進行波による製品はきわめて稀だが、本事業で直動進行波によるアクチュエータの動作を現物で確認できた。光ファイバーを回転させないため捩れが解消され、回転ムラのない鮮明な画像が得られる効果が期待できる。

内視鏡内蔵型のZ軸駆動アクチュエータの完成に向け、2mm以下への小型化と推力向上を大学機関の指導を受けて追加開発する。医療機器の認証を取得し、国内及びアメリカの顧客を対象に2年計画で製品化を目指す。