加速度センサを用いた自動制御植え込み型骨格筋刺激装置の開発

• Project/Area Number: 07671457
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thoracic surgery
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 黒田 秀雄 信州大学, 医学部・附属病院, 助手 (60234613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深谷 幸雄 信州大学, 医学部・附属病院, 助手 (80199174)
• Project Period (FY): 1995 – 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 1995: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: Cardiomyoplasty / 植え込み型骨格筋刺激装置 / 加速度センサ / 骨格筋疲労

Research Abstract

広背筋を用いて循環補助を行うCardiomyoplastyの臨床応用が我が国でも現実になろうとしているが、臨床応用に先だつ充分な動物実験が不可欠であるという認識のもとに、我々はこれまで、様々な要求に応えうる動物実験用植え込み型骨格筋刺激装置(MCMS-1110)を開発してきた。この刺激装置に骨格筋疲労の情報を連続的に入力して筋刺激を至適にコントロールすることで、骨格筋が本来有する疲労現象の克服が可能であると考え、加速度センサを用いた自動制御機能を有する植え込み・心臓同期およびプログラム可能型骨格筋刺激装置の完成を目指した。
研究の第一段階として、加速度センサによる骨格筋疲労の検出が可能なことを、犬を用いたモック回路実験で確認し、その結果を学会でも報告した。第二段階として、実際に体外式刺激装置の試作機を制作し、骨格筋疲労の制御が可能なことを、犬を使った急性実験で確認した。実験では、加速度センサからの入力値を用いて骨格筋疲労の程度を推定し、MCMS-1110の内部プログラムに従って心同期比率を変更した。これにより、刺激制御による骨格筋疲労の制御がある程度可能なことが証明された。また、自動制御のためのプログラムにも基本的には問題がないことも確認された。これまでの研究から、刺激装置本体の信頼性および骨格筋疲労制御の論理的妥当性については概ね大きな問題はないと考えているが、これまでの実験に使用した加速度センサ(RION PV-901)の防水性と生体内での耐久性に不安があり、過酷な動作環境にも耐える加速度センサの入手が、今後の大きな課題として残された。

Research Products

• [Publications] 篠原正典: "Dynamic Cardiomyoplastyにおける骨格筋疲労の検出-加速度センサを用いて-." 骨格筋の心臓への応用. 7(in press).