• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Transcutaneous energy and information transmission system to realize an implantable artificial heart for a healthy and long-lived society

Research Project

Project/Area Number 20K12631
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

Yamamoto Takahiko  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 准教授 (50579761)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords人工心臓 / 経皮エネルギー伝送 / 経皮情報伝送 / ファントム / アンテナ / 経皮電力伝送 / 一体型トランスフォーマ / 電磁両立性 / 模擬生体 / 経皮エネルギー伝送システム / 健康長寿社会
Outline of Research at the Start

末期的不可逆性心疾患患者の治療手段の一つとして体内埋込型人工心臓システムの実用化が期待されている。現在のところ埋込型人工心臓への駆動用電力の供給やデバイス制御は皮膚貫通部を設けケーブルを介して直接伝送している。患者は感染症による死のリスクに常に曝されており、科学技術基本計画において掲げられている健康長寿社会実現にむけた大きな障壁となっている。QOLの向上を目指した埋込型人工心臓を支える経皮電力情報伝送システムの研究開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

Artificial hearts have evolved dramatically in recent years, including long-term treatment options for patients with severe heart failure and short-term replacement of heart function, and more devices have received regulatory approval. However, despite recent improvements in the devices, the energy transmission and device control are still delivered directly through skin-penetrating cables. This study explored the development of a percutaneous energy and information transmission system for a totally-implantable artificial heart system for the realisation of a healthy and long-lived society, and the development of a high-performance simulated living body as a peripheral technology to support the smooth operation of this system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、健康長寿社会を見据えた次世代埋込型人工心臓のキーテクノロジーである革新的な経皮電力情報伝送システムに関する総合的な研究であったが、個別の研究課題は、高効率な非接触電力伝送、一体型情報伝送装置、高性能な広帯域模擬生体の開発など、新しい学問領域の創成という観点でも貴重な知見を世界に発信するものである。特に、模擬生体の研究開発は、体内埋込み型機器の生体の存在を考慮した各種特性評価が可能になるなど、個別のキーテクノロジーもも各方面への応用が期待できる重要な知見を知見を提供するものであるといえる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 電気インピーダンストモグラフィに向けた筋肉等価ファントムの開発2022

    • Author(s)
      豊田聖弥,山本隆彦
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 30 Pages: 144-149

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 2線アルキメデス螺旋コイルを用いた完全体内埋込型人工心臓用経皮エネルギー伝送システムへのプッシュプルE級増幅器の適用2022

    • Author(s)
      沖永友輝,山本 隆彦
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 30 Pages: 124-129

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] スパイラルコイルの低周波数帯用等価回路モデルに関する基礎的検討2021

    • Author(s)
      沖永友輝、山本隆彦、越地耕二
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 29 Pages: 105-110

    • NAID

      130008037215

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prototype and Evaluation of High-Hydrous Gel Phantom for 100 kHz to 1 MHz Using ATO/TiO22021

    • Author(s)
      Seiya Toyoda, Takahiko Yamamoto and Kohji Koshiji
    • Journal Title

      Proceedings of 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transcutaneous Energy Transmission System for a Totally Implantable Artificial Heart Using a Two-Wire Archimedean Spiral Coil2021

    • Author(s)
      Tomoki Okinaga, Takahiko Yamamoto and Kohji Koshiji
    • Journal Title

      Proceedings of 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)

      Volume: - Pages: 5414-5417

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 体内埋込み型人工心臓用経皮エネルギー情報伝送システム ―外周2 回巻き8の字形コイルの外周切断による磁界影響の低減―2020

    • Author(s)
      片田 恭平,山本 隆彦,越地 耕二
    • Journal Title

      第29回MAGDAコンファレンス講演論文集

      Volume: - Pages: 264-269

    • NAID

      130008082826

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 完全体内埋込型人工心臓用経皮エネルギー伝送システムにおける電力伝送効率向上に関する検討 -スイッチング電源へのE級増幅器の適用と共振および整流方式による評価-2020

    • Author(s)
      尊田将平、山本隆彦、越地耕二
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 28 Pages: 101-106

    • NAID

      130007925654

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 活性炭素繊維を用いた高含水ゲルファントムの低周波帯における電気的特性向上2020

    • Author(s)
      豊田聖弥、山本隆彦、越地耕二
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 28 Pages: 51-56

    • NAID

      130007925635

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 活性炭素繊維を用いた120kHz帯用電磁ファントムの試作と評価2020

    • Author(s)
      豊田聖弥、山本隆彦、越地耕二
    • Journal Title

      第32回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      Volume: - Pages: 255-258

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] スパイラルコイルの低周波数帯用等価回路モデルに関する基礎的検討2020

    • Author(s)
      沖永 友輝、山本 隆彦、越地 耕二
    • Journal Title

      第32回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      Volume: - Pages: 167-171

    • NAID

      130008037215

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 内埋込み型人工心臓用一体化トランスフォーマのケーブルを含めたエネルギー情報伝送評価2023

    • Author(s)
      片田 恭平、山本 隆彦
    • Organizer
      第32回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性酸化チタンを用いたハイパーサーミア用肝臓等価ファントムの開発-2022

    • Author(s)
      竹田 昂平、小林 正樹、山本 隆彦
    • Organizer
      第31回MAGDAコンファレンスin鹿児島
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 経皮エネルギー伝送システムへのα巻きコイルの適用による伝送効率の高効率化に関する基礎的検討2022

    • Author(s)
      森田 晃王、山本 隆彦
    • Organizer
      第31回MAGDAコンファレンスin鹿児島
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] プッシュプル型E級スイッチング回路を用いた経皮エネルギー伝送システム2022

    • Author(s)
      沖永友輝、山本隆彦
    • Organizer
      第31回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 150 kHz-30 MHzに対応したATO/TiO2ファントムの開発2022

    • Author(s)
      豊田 聖弥、山本 隆彦
    • Organizer
      第31回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 完全埋込型人工心臓用経皮エネルギー伝送システムへの適用を想定した2線アルキメデス螺旋コイルの周波数特性2021

    • Author(s)
      沖永友輝、山本隆彦
    • Organizer
      第30 回MAGDA コンファレンスin 広島
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 豊田 聖弥、山本 隆彦2021

    • Author(s)
      電気インピーダンストモグラフィに向けた筋肉等価ファントムの開発
    • Organizer
      第30 回MAGDA コンファレンスin 広島
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プッシュプル型E級スイッチング回路を用いた経皮エネルギー伝送システム2021

    • Author(s)
      沖永友輝、山本隆彦
    • Organizer
      第59回日本人工臓器学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 豊田聖弥,山本隆彦,越地耕二2021

    • Author(s)
      マイクロカプセルを用いた低周波用ファントムに関する基礎的検討
    • Organizer
      第30回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ハーフアクティブ整流器を用いた人工心臓体内回路の発熱低減に関する検討ハーフアクティブ整流器を用いた人工心臓体内回路の発熱低減に関する検討ハーフアクティブ整流器を用いた人工心臓体内回路の発熱低減に関する検討2020

    • Author(s)
      沖永 友輝、山本 隆彦、越地 耕二
    • Organizer
      第59回日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Power transmission efficiency evaluation of spiral coil with center tap for transcutaneous energy transmission system2020

    • Author(s)
      Tomoki Okinaga, Takahiko Yamamoto, Kohji Koshiji
    • Organizer
      IFMBE conference Book series; 11th Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi