| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仁田 新一 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90101138)
松木 英敏 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134020)
吉澤 誠 東北大学, 情報シナジーセンター, 教授 (60166931)
山家 智之 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (70241578)
本間 経康 東北大学, 医学部, 助教授 (30282023)
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| Research Abstract |
本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発し,これを体内埋め込みが可能な形で実装することを目指す.今年度の研究成果は以下のとおりである.
1)動物実験を行うことにより,人工心臓と自然心臓が複雑に競合する循環系において,臨床的に重要である自然心臓の心機能推定が可能うかどうかを,実験およびモデルを使って検討した.すなわち,定常流ポンプを補助人工心臓として左心脱血・大動脈送血状態で装着した山羊において,左心室容積と左心室圧を計測することによって心機能指標のEmaxを求め,これが前・後負荷や定常流ポンプの回転数によってどのように変化するかを明らかにした.また,自己心と定常流ポンプが競合する微分方程式モデルを提案することにより,従来,静特性を中心にその特性が議論されてきた定常流ポンプは,その最適駆動を考える際,動的特性を考慮しなければならないことを示した.
2)昨年提案した一回拍出量と血圧の関係をシミュレーションするモデルを,今年度はさらに改良した.すなわち,心拍数揺らぎを自律神経系情報として反映するためのフィードバック効果を新たに導入することにより,心拍数に発生するカオスの性質が安静状態と運動状態で変化することが明らかとなり,これが実際の人間の特性と似ていることが確かめられた.
3)エネルギー伝送系と干渉しない磁気的情報伝送装置を内蔵した経皮的エネルギー伝送装置をさらに改良した.すなわち,新たに提案した直交巻きコイルを使った装置が,位置ずれ等にも頑健で臨床応用上有効な通信能力を有することが明らかとなった.
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