1993 Fiscal Year Annual Research Report
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03405005
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
山田 一 信州大学, 工学部, 教授 (70020972)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 行雄 長野工業高等専門学校, 教授 (30043029)
森本 雅巳 信州大学, 医学部, 助教授 (10020885)
脇若 弘之 信州大学, 工学部, 助教授 (50240461)
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| Keywords | 人工心臓 / モック試験 / 電磁アクチュエータ / リニアモータ / リニアパルスモータ / 急性動物実験 / パーメンジュール / 血液ポンプ |
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| Research Abstract |
1.本年度の研究成果
(1)人工心臓駆動用リニアパルスモータ
世界で初めてリニアパルスモータ(以下,LPMという)を駆動源とした人工心臓には多くの工夫が採り入れられた。このLPMは,世界に類のない「せんべい」形とし,磁性材料には高い飽和磁束密度2.3[T]のパーメンジュール,高い最大エネルギー積270[kJ/m^3]のNd-Fe-B合金磁石,最適ピッチの設計,高い耐久性をもつリニア軸受,チタン合金によるハウジング等が採用された。
その結果,このLPMの推力/入力比は22[N/W]の世界レコードを達し,理論限界値に近づくことができた。
(2)模擬循環試験
上述のリニアパルスモータと血液ポンプとを結合させて,リニア形人工心臓を完成させた。本人工心臓の実用性を事前に評価するために,人体の血液循環を模擬した実験装置,すなわち模擬循環試験装置(モック試験装置ともよばれている)に本人工心臓を結合させて,その特性試験を行った。この試験結果によると,拍動数119[回/min]において大動脈の最大流量4.8[L/min]を得ることができた。
これらの特性値は成人が安静時の血流量を保証するものであり,実用性がより高くなったことを示した。
(3)急性動物実験
本人工心臓を羊に装着して急性動物実験を実施した。血行動態を測定した結果,体重42[kg]の羊の血流量は1.5[L/min],大動脈圧は80[mmHg]であり,本人工心臓は羊に対する2時間の循環代行に初めて成功した。
この成果は,直ちに日本経済新聞,産経新聞および国内誌30誌以上に「世界初リニアモーター使用 人工心臓」(1993.9.25)として紹介されたばかりでなく,Japan Timesにも“Revolutionary artificial heart"(1993.9.26)として掲載された。
上述したように,本研究においては世界的に見て最大の推力/入力比をもつ「せんべい形」の人工心臓用LPMを試作し,このLPMと血液ポンプとを結合させて世界初のリニア形人工心臓を作り,モック試験を経て動物実験に成功し,3年間にわたって所定の成果をあげることができた。
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[Publications] 山田 一,他5: "リニアパルスモータを使用した大動脈バルーンポンプ" 電気学会論文誌D. 113-D. 532-538 (1993)
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[Publications] 山口 昌樹,他3: "リニアモータ駆動型完全人工心臓2機種の性能比較" 日本応用磁気学会誌. 17. 453-458 (1993)
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[Publications] M.Yamaguchi,et al: "Performance test of a linear pulse motor-driven artificial heart" IEEE Trans.J.Magnetics Japan. 8. 130-135 (1993)
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[Publications] M.Yamaguchi,et al: "Performance evaluation of a linear electromagnetic solenoid for a total artificial heart" 1993 Annual Conference of IEE Japan -Industry Applications Society-. J93. 97-100 (1993)
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[Publications] H.Yamada: "Totally implantable linear-type artificial heart under animal testing" MEJ(Medical Equipment Journal of Japan). 37. 5,21 (1993)
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[Publications] 山口 昌樹,山田 一: "完全人工心臓駆動用リニアパルスモータの信頼性評価" 電気学会論文誌D. 114-D. 94-100 (1994)
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[Publications] T.Akutsu,H.Koyanagi Edt: "Heart Replacement -Artificial Heart 4-" Springer-Verlag, 424 (1993)
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[Publications] 尾前 照雄 編: "厚生省循環器病 研究報告集" 国立循環器病センター, 647 (1993)
