2016 Fiscal Year Research-status Report
臨床実用を目指した小型・安価な光学式遠心血液ポンプ内血栓検出センサの開発研究
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16K16384
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
藤原 立樹 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (00632291)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 体外循環 / 補助循環 / 血栓検出 / 血液凝固識別装置 / 遠心ポンプ / ジャイロポンプ / 心臓血管外科 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重症心不全および呼吸不全の患者に対して、遠心血液ポンプや人工肺で患者の心肺機能を補助する体外機械的補助循環治療（PCPS，ECMO，VAD）が行われる。この治療において懸念される重篤な合併症のひとつは血栓塞栓症であり、それを回避するために抗凝固療法が行われるが、過剰な抗凝固療法は逆に出血合併症の原因となる。遠心血液ポンプ内は血栓の好発部位の一つであるが、この部位における血栓をモニタリングする手法は存在しなかった。
我々は前年度までに実験目的に見合った特殊なポンプと分光光度計を内蔵するHyperspectralカメラを用いて血栓と全血の境界を画像化することに成功した。その際に血栓と全血の光学特性の違いを利用して血栓センシングが可能であること、光学特性にはヘモグロビン含有量が大きな影響を与えていることを突き止めた。これらの研究成果に関しては現在特許申請中である。（血液凝固識別装置、特願2016-033977）
本研究では更にその技術を応用して、市販化されている遠心ポンプの血栓センサの開発に従事した。初年度に取り組んだことは、ジャイロ型遠心ポンプの上部ピボットの血栓形成を観測するために、分光光度計を始めとした計測機器類を購入し、解析のためのソフトウェア開発をプログラム作成会社に委託した。
作成した血栓検出装置にてブタ血液を用いた模擬回路実験を行ったところ、上部ピボットに血栓が出来た時の光学的変化を捉えることが可能であった。次年度にはこの計測装置を用いた動物実験を行っていく。
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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
計測機器の購入や解析のためのソフトウェアの開発が予定通りに進み、血栓検出装置の開発が終了した。模擬回路実験にて計測機器にて血栓検出が可能であることを確認した。今年度の時間と予算は計画書通り動物実験に充てることが可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物実験で、かなりの精度でポンプ内血栓を検出できるシステムの開発に成功した場合は、今後は臨床での実用化を目指す。その際には、この血栓センサがポンプ販売企業に対して少なからず影響を与える可能性がある。それ故現時点から、企業とどのような形で製品化を進めるかを検討しているところである。
また現在のシステムは実験装置という概観であるため、臨床研究も視野に入れた病院内で使用可能な機器の開発も進めていく。
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[Journal Article] Optical Dynamic Analysis of Thrombus Inside a Centrifugal Blood Pump During Extracorporeal Mechanical Circulatory Support in a Porcine Model.2017
Author(s)
Fujiwara T, Sakota D, Ouchi K, Endo S, Tahara T, Murashige T, Kosaka R, Oi K, Mizuno T, Maruyama O, Arai H.
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Journal Title
Artificial Organs
Volume: 41
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 当院におけるINTERMACS Profile 1に対する治療戦略、遠心ポンプを用いた左心補助の有用性の検証2016
Author(s)
13.藤原立樹, 水野友裕, 大井啓司, 八島正文, 八丸 剛, 長岡英気, 黒木秀仁, 田崎 大, 竹下斉史, 木下亮二, 倉島直樹, 二井奈保子, 古川文子, 大内克洋, 荒井裕国
Organizer
第54回日本人工臓器学会大会
Place of Presentation
米子コンベンションセンター（鳥取県米子市）
Year and Date
2016-11-23 – 2016-11-25
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[Presentation] Which is a better acute-phase circulatory support for cardiogenic shock patients in INTERMACS profile-1: a pulsatile VAD or a centrifugal pump?2016
Author(s)
Fujiwara T, Arai H, Mizuno T, Oi K, Yashima M, Hachimaru T, Nagaoka E, Kuroki H, Tasaki D, Takeshita M, Kinoshita R, Ohuchi K.
Organizer
24th Annual Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
Place of Presentation
Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-20 – 2016-09-22
Int'l Joint Research
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