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Proposal and Evaluation of Thermal Design Guidelines for Innovative Medical Device Development

Research Project

Project/Area Number 20K12713
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
Research InstitutionYonago National College of Technology

Principal Investigator

Uehara Kazutake  米子工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10324998)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大林 徹也  鳥取大学, 研究推進機構, 准教授 (80348804)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords熱設計 / 医療機器
Outline of Research at the Start

高機能化する医療機器の研究開発で今後解決すべき課題は,医療機器の発熱問題である.発熱量が多くなると患者の体表面や臓器との直接接触による臓器損傷などが懸念される.今後,日本から高度な医療機器を積極的に世界に向けて発信していくには,医療機器に特化した本質的な熱設計指針の確立が不可欠となる.本研究の目的は,人体との直接接触が生じる医療機器を対象にその熱設計の指針を得ることであり,ここではその基礎としてモデル実験や数値シミュレーションを通じて医療機器の内部に熱を積極的に閉じ込めて効率的に排出する方法がよいのか,医療機器の内部の温度分布が均一化する熱対策がよいのかについて学術的な観点から明らかにする.

Outline of Final Research Achievements

Prototypes of heat retention device for containers used in medical settings were developed, and the effects of material composition and their position were experimentally investigated. The device was useful for transporting samples at constant temperature in variety of temperature environments. The measuring method of temperature in the environment similar to the actual conditions of medical settings was also investigated. These results provided basic knowledge for controlling the heat flow around medical devices. Numerical simulation environment for thermal analysis of heat generating medical equipment was constructed to discuss the thermal design guidelines.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果は,今後,体内への挿入を目的とした医療機器に対する熱設計の効率的な実施のために活用できるなど,医療機器に対する熱設計の学術的な展開に貢献するものである.熱設計指針の構築やその有用性検証およびその指針に基づいたシミュレーションよる最適化検討は,医療機器の熱問題解決への基礎となり,医療機器を用いた臨床現場での安全性の向上に貢献するとともに,様々な機能を搭載した新しい医療機器の開発による新たな医療分野を切り拓くきっかけを作るものである.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2023 2021

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 医療用ディッシュの保温性能に及ぼす保温デバイス素材構成の影響2024

    • Author(s)
      上原一剛,大林徹也
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第62期総会・講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 示温材を用いた医療用ディッシュの温度測定に関する基礎的検討2023

    • Author(s)
      上原一剛, 大林徹也
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第61期総会・講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 潜熱蓄熱材を活用した精液保温器の温度維持機能の検証2021

    • Author(s)
      大林徹也,谷口文紀
    • Organizer
      第66回日本生殖医学会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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