The development of multimodal circulatory control system for acute heart failure
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22K08222
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
朔 啓太 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40567385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安在 大祐 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40611116)
荒船 龍彦 東京電機大学, 理工学部, 教授 (50376597)
坂本 隆史 九州大学, 大学病院, 助教 (50641015)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 虚血性心疾患 / 心不全 / 自律神経 / 補助循環 / 医療機器開発 |
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| Outline of Research at the Start |
循環器分野はデバイス医療の進歩とともに発展を遂げた。動的循環制御システムの再構築において必須である「心室補助」、「脈調節」、「自律神経調節」においては、循環補助装置、心臓ペースメーカー、神経電気刺激装置がそれぞれ開発されている一方で、独立した開発過程をたどり、動的循環制御システムにまで介入ができない。既存機器に対して、動的循環制御を目指した制御アルゴリズム構築と機器同士の動作統合を行うことで、経験をベースとした医療を超えた未来医療が可能となる。本研究では、急性心筋梗塞の心筋ダメージと急性心不全時の血行動態破綻にターゲットを絞り、革新的循環器疾患治療機器開発につながる基盤研究を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、循環ダイナミクスの再構築を行うデバイス融合による革新的治療戦略のPOCを確立する。デバイス開発への橋渡しを確実に行うことを想定し、① ソフト構築、② ハードの設計と作製、③ 動作・有効性検証および④ 臨床応用戦略策定・実施の4実施項目を科学的側面から追求する。2022年度の開発目標は、In-silico検証に最適な循環シミュレーターの開発およびシミュレーターを用いた検証とIn-vivoでの循環制御実験である。循環シミュレーターにおいては、循環平衡や圧容量曲線が治療方法毎にシミュレーションできるソフトウェアを作成し、Web上での公開を行った（https://simarthur.jp/）。また、それらを用いた症例報告論文を発表した（Unoki T, Saku K et al.International Heart Journal 2022 / Ando M, Watanabe N, Saku K et al. European Heart Journal Case Reports 2022）。また、ヤギ虚血再灌流モデルや犬虚血性心不全モデルを用いて、左室補助装置（Impella, ABIOMED社）やVA-ECMO、IABPおよび迷走神経刺激（JOHAKU, NCI社）による自動的血行動態安定化と左室心臓仕事量低下のin-vivo検証を行った（Kakuuchi M, Saku K et al. JCS 2022）。体表的磁気刺激による動脈圧反射刺激装置の開発は、体表から的確に神経刺激することが難しく、実現可能性が低いと判断したが、動脈圧反射を的確に刺激し、電池植込みが不要な刺激装置の開発を行い、犬モデルでの動作検証に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年の実験計画はほぼ完了した。また、循環シミュレーターの開発においては、臨床データを用いた有用性検証ができただけでなく、Webサイトでの公開も行うことで教育ソフトとして多くの医療スタッフに使っていただく道筋を立てることもできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
臨床応用が本課題の最重要課題であり、複数の開発事項を臨床応用に向けて的確に統合する必要がある。概ねの開発方針に変更はないが、統合の過程で、現実的でない、もしくは実現可能性が低いと判断される開発項目は適切に切り離しを行い、急性心不全臨床に必要な統合を進めていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(14 results)
