セルフベアリング回転モータを使った人工心臓ポンプの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10559003
• Research Institution: IBARAKI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 岡田 養二 茨城大学, 工学部, 教授 (90007774)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 文秀 茨城大学, 工学部, 講師 (50007639) ; 増澤 徹 茨城大学, 工学部, 助教授 (40199691) ; 近藤 良 茨城大学, 工学部, 助教授 (90186867) ; 山根 隆志 機械技術研究所, バイオミメティンク研究室, 室長 ; 妙中 義之 国立循環器病センター, 人工臓器部, 部長 (00142183)
• Keywords: 人工心臓 / 連続流ポンプ / 磁気浮上 / 磁気軸受 / ACモータ / セルフベアリングモータ

Research Abstract

本研究は、磁気軸受と交流モータを一体化した、ラジアル型とアキシャル型の信頼性の高いセルフベアリングモータの開発と、それを応用した人工心臓の開発である。アキシャル型セルフベアリングモータは、1軸の浮上制御で非接触回転を目指すもので、制御系は簡便で人工心臓としては大きな魅力があるが、細長い形状となってしまう。一方ラジアルモータは、浮上制御には2軸制御が必要であるが、扁平なポンプが作製できるので体内埋め込みに適している。この2つの形式のセルフベアリングモータを発展させ、人工心臓ポンプとの融合をはかる。
本年度の成果は、昨年開発したアウタロータ型浮上モータを高性能化するため、新型ステータを開発して駆動効率を高めるため、ロータ各位置に従った駆動方式を採用した。その結果、効率とポンプ性能が大幅に向上し、実用化可能な性能に達した。さらにポンプとしての生体適合試験をおこない、良好な結果を得た。
アキシャル型モータに関しては、ギャップが広いポンプを製作し、安定な浮上回転を達成した。それを血液ポンプに組み込み、良好な結果を得た。
セルフセンシングに関しては、作動トランス方式のセルフセンシングを考案し、検出回路を作製した。まだ完全ではないが、モータで浮上センサを代用する見通しを得た。

Research Products

• [Publications] Y.Tacnake, 他4名: "Effect of molonged norywlsatile left heart byrass on rascular contial status"Journal of Artificial Organs. Vol.3. 34-38 (2000)
• [Publications] T.Masuzawa, 他3名: "Magnetically Suspended Rotary Blood Pump wich Radial Tyne Combined Matai-Bearing"Artibicial Organs. V.24,N.6. 468-474 (2000)
• [Publications] 山根隆志, 他5名: "流れの可視化解析による遠心血液ポンプの抗血栓性の向上"茨城講演会講演論文集. 249-250 (2000)
• [Publications] Y.Okada, 他1名: "Characteristics and Control of a Bidirectional Axial gap Combined Mater-Bearing"IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. V.5,N.3. 310-318 (2000)
• [Publications] Y.Okada, 他6名: "Radial-Tyre Self-Bearing Motor for nonpulsatile-Type Artificial Heart"JSME International Journal ; Series C. V.43,N.4. 941-948 (2000)
• [Publications] T.Masuzawa, 他4名: "Outer Rotor Tyre Self-Bearing Motor For An Artificial Heart"Proc of International Conference on Motion and Vibration Contral. Vol1. 393-396 (2000)