磁気除細動器の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05558110
• Research Institution: Fac.Eng.Yokohama Nat'l Univ.
• Principal Investigator: 山口 益弘 横浜国立大学, 工学部, 教授 (10018046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹中 敏文 横浜国立大学, 医学部, 教授 (00045999) ; 山本 勲 横浜国立大学, 工学部, 助手 (40242383)
• Keywords: 磁気刺激 / 除細動 / 磁気除細動器 / 強磁場

Research Abstract

本研究の目的は、体外から磁界によって心臓を無侵襲的に刺激し、除細動などの不整脈治癒を行う装置を開発することである。心筋の磁気刺激には、刺激用コイルの臨海強度の増加をはかるとともに、流す電流波形を工夫する必要がある。本年度は、(1)磁気刺激への波形依存性(理論的解析)、(2)磁気刺激装置の改良、(3)動物を被験体とした試験を行った。
(1)に関しては、非線形的な心筋繊維の興奮活動を再現できるBeeler-Reuter模型を用い、興奮閾値の刺激波形依存性を理論的に追及した。シミュレーションによれば、完全放電波形に比べ、1/4周期波形による刺激は22%の閾値の低下が期待できる。また、負方向刺激を抑制したクローバー波形刺激ではシングルパルスでの閾値の低下は4%であるが、そのダブルパルスによる刺激は、そのパルス間隔が1ms以下では、閾値を最大40%下げることができる。すなわち、刺激波形の形状を工夫することにより、効果的な刺激を心筋に与えることができるという解析結果を得た。
(2)磁気刺激装置の改良は、心筋に流す逆電流の悪影響を低減させるために、RLC直列共振回路にクローバー回路を組み込むことにより、有効な刺激波形を得ることに成功した。2つの独立電源から発射されるクローバー波形のパルス磁場の間隔を光サイリスタによって制御し、マイクロ秒のオーダーで調整することのできる装置を開発した。

Research Products

• [Publications] H.Kubata: "High-Performance Stimulating Coil and Eddy Currentsin Magnetic Heart Stimulation" Jpn. J. Appl. Phys.34. 5877-5883. (1995)
• [Publications] S.Wada: "Effects of Stimulus Waveform on Naghetic Merve Stimulation" Jpn. Appl. Phys.35. 137-142. (1996)