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題 目 手術用鋼製器具の 2 次元シンボルマーキングにおける ドットピン

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平成 24 年度
(要約)
手術用鋼製器具の 2 次元シンボルマーキングにおける
題 目
氏 名
卒業研究
ドットピン方式の技術的評価研究
髙山
実幸
(学籍番号 090781089)
1.研究目的
手術用鋼製器具本体に2次元シンボルをマー
キングすることで単品識別し、業務改善と医療
安全を向上させるため、安全管理を行うシステ
ム導入が先駆的病院で始まった。
日本医用機器工業会(現在の一般社団法人 日
本医療機器工業会)は、2006 年に手術用鋼製器
具の医療安全とトレーサビリティ管理を目的に
「鋼製器具 2 次元シンボル表示標準ガイドライ
ン」を策定し、鋼製器具表面に DataMatrix や
QR Code を 3mm~5mm 角で表示することを推
奨した1)。
しかし、鋼製器具表面にレーザ方式(白色)
(以
下「レーザ方式」と略す)で2次元シンボルマ
ーキングを施すと、その周辺に素材の溶解に伴
うクレータ状の凸部が発生し、見かけ上のドッ
ト高を形成するが、鋼製器具同士の擦れ摩耗に
より凸部の高さが減ることが報告されている2)。
2次元シンボルの長期安定運用を可能とする
ためには、長期使用による表面摩耗に強いこと
が不可欠であり、新たにドットピン方式を使う
ことで錆発生の防止や凸部の摩耗が期待できる
と考え、テストピースにマーキングされた2次
元シンボルのドットの幅や深さを検証すること
を試みた。
2.方法
実験に供したテストピースは鋼製器具と同じ
ステンレス(SUS410、SUS420)で、平面板状
と曲面棒状(曲率:10mmφ)の表面にレーザ
方式(FAYb レーザマーカ:LP-V、SUNX)と
ドットピン方式(メタルプリンタ METAZA:
MPX-90M、Roland DG)のマーカで2次元シ
ンボル(Data Matrix ECC200、3mm 角)を約
10μm の見かけ上の深さでマーキングした3)。
その2次元シンボルを、形状測定レーザマイ
クロスコープ (VKX-200、KEYENCE)で読み取
り、
その後、
カラー3D 形状ソフト(VK Analyzer、
KEYENCE)を使用して、2次元シンボルの未使
用時と摩耗後のドット凸部高さと凹部深さおよ
び凸部幅と基準高さの幅を比較評価した。
3.結果
上記の実験から、3mm 角の2次元シンボルの
ドット形状について、以下のことがわかった。
1)凹部深さを 100%とした場合の凸部高さの
割合は、レーザ方式が 50%程度に隆起してい
るのに対し、ドットピン方式は 20%程度に留
まることがわかった。
2)レーザ方式の見かけ上の深さは、凸部高さ
の摩耗により未使用時の状態から 70%程度
指導教員
酒井
順哉
に減少するが、ドットピン方式では 80%程度
に抑えられることがわかった。
3)レーザ方式の見かけ上の幅は、凸部高さの
摩耗により未使用時の状態から 75%程度に
ドットの幅が減少するが、ドットピン方式で
は 90%程度に抑えられることがわかった。
4)ドットピン方式は、同じ条件で印字しても、
SUS410 より SUS420 のほうが 10%程度深
く印字できることがわかった。
5)ドットピン方式で曲面にマーキングした深
さ・幅は、平面にマーキングした場合と殆ど
差がないことがわかった。
4.考察
ドットピン方式の凸部高さが 20%程度に抑え
られた理由は、打刻による物理的金属歪により
できた凸部であるためと推測される。一方、レ
ーザ方式では 50%程度も隆起した理由は、レー
ザ照射によるステンレスの溶解によりできた凸
部であるためと推測される。
レーザ方式はドットピン方式より摩耗による
幅の減少が大きくなる理由は、レーザ方式の凸
部高さがドットピン方式より高くなる傾向があ
り、摩耗による幅の減少も増えるためで、読み
取りが難しくなることが推測される。
また、SUS410 より SUS420 の方が未使用時
の状態で深くマーキングされた理由は、金属の
弾性の違いによるものと推測される。
5.まとめ
今回の実験で、平面、曲面への印字において、
レーザ方式よりドットピン方式のほうがドット
周辺の凸部によるマーキング摩耗が少なくなる
ため、2次元シンボルの長期運用を考慮すると、
レーザ方式よりもドットピン方式で印字するの
が有用であると考えられる。しかし、10mmφ
未満の曲面しか有しない鋼製器具には、レーザ
方式でマーキングすることが必要となろう。
【参考文献】
1)日本医用機器工業会(2006):鋼製器具2次
元シンボル表示標準ガイドライン.
2)菊地友樹、小林寛史、山田哲矢、酒井順哉
(2011)
:鋼製器具の表面摩耗による 2 次元シ
ンボルマーキングサイズ変化の研究、病院設備、
pp.125-126.
3)髙山実幸、菊地友樹、酒井順哉、村田昭夫、住
谷健二、張替順一、矢澤賢裕(2012):手術用鋼
製器具の2次元シンボルマーキングにおけるドッ
トピン方式の擦れ摩耗評価研究、医療機器学、
82(2)、pp152.
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