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体内における人工心臓の駆動状態監視・制御方法の確立

Research Project

Project/Area Number 14658300
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

本間 章彦  国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (20287428)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords人工心臓 / 血液ポンプ / ダイアフラム / 超音波振動子 / 音速 / 伝播速度 / 駆動状態監視 / シリコーンオイル
Research Abstract

「電気油圧駆動方式」人工心臓を対象として、超音波センサ、および圧力センサにより血液ポンプの駆動状態を監視し、駆動制御を行うシステムの構築を行った。血液ポンプはダイアフラムにより血液室とオイル室に仕切られ、アクチュエータ内のインペラの正転・逆転により駆動媒体であるシリコーンオイルを左右の血液ポンプへ交互に送り油圧により血液を拍出する仕組みになっている。効率や血栓形成防止の観点から常に血液が完全充満(FF:Full-Fill)、完全駆出(FE:Full-Eject)される駆動が望ましい。左血液ポンプ、オイル室側に半導体圧力センサを取り付けて駆動圧を計測し、充満期及び駆出期にピーク状の変化が現れたか否かによりFF、FEの判断を行った。また血液中とシリコーンオイル中で音速が異なることから、同ポンプ血液室側とオイル室側に対向するように超音波振動子を取り付け、血液ポンプ内の血液量とシリコーンオイル量の比に応じて変化する超音波伝播時間によりFF、FEの判断を行った。10拍動中のFFもしくはFEの認識数により駆動状態を判断し、アクチュエータの左右回転数を変更してFF-FE駆動制御を行うプログラムを作成した。模擬循環回路や動物を用いた実験により、超音波センサや圧センサから血液ポンプの駆動状態を判断することが可能であり、不完全充満(PF:Partial-Fill)状態や不完全駆出(PE:Partial-Eject)状態が制御プログラムによりFF、FE状態へと改善されることを確認した。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] 超音波を利用した拍動流ポンプの駆動状態モニタ2004

    • Author(s)
      今井浩二, 小野大介, 小堀賢司, 丹野大輔, 福井康裕, 本間章彦, 他
    • Journal Title

      人と技術を支えるフォーラム2004論文集

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 駆動圧による拍動流ポンプの駆動状態認識と制御2004

    • Author(s)
      小堀賢司, 雨宮真一郎, 福長一義, 福井康裕, 本間章彦, 角田幸秀, 他
    • Journal Title

      第42回日本人工臓器学会大会予稿集 Vol.33,No.2

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超音波を用いた電気油圧駆動型全人工心臓の駆動制御に関する研究2004

    • Author(s)
      小野大介, 今井浩二, 福長一義, 福井康裕, 本間章彦, 上村匡敬, 他
    • Journal Title

      第2回生活支援工学系学会連合大会講演予稿集

      Pages: 201-202

    • NAID

      130001056099

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 上村匡敬, 本間章彦, 築谷朋典, 角田幸秀, 巽英介, 他: "超音波センサーによる拍動流ポンプのダイアフラムの位置計測"第31回人工心臓と補助循環懇話会. 105 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 小堀賢司, 丹野大輔, 福井康裕, 本間章彦, 角田幸秀, 巽英介, 他: "駆動圧を利用した拍動流ポンプの駆動状態認識"人と技術を支えるフォーラム2003論文集. 19 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kamimura, A.Homma, T.Tsukiya, Y.Kakuta, E.Tatsumi, et al.: "Detection of diaphragm positions of a pnermatic ventricular assist device with ultrasound sensors"ASAIO Journal. Vol.49 No.2. 152 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 本間章彦, 上村匡敬, 角田幸秀, 巽英介, 妙中義之, 高野久輝, 福井康裕: "超音波を利用した拍動流ポンプの駆動状態モニタの開発"第30回人工心臓と補助循環懇話会. March,15-16. 22 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 丹野大輔, 福井康裕, 本間章彦, 上村匡敬, 角田幸秀, 巽英介, 妙中義之: "超音波を利用した拍動流ポンプの駆動状態認識"人と福祉を支える技術フォーラム2002. A14 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] A.Homma, T.Kamimura, Y.Kakuta, E.Tatsumi, H.Takano, et al.: "A New Monitoring Method of Diaphragm Positions of an Artificial Heart with Ultrasound Techniques"ASAIO Journal. Vol.48,No.28. 148 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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