2017 Fiscal Year Research-status Report
体外循環装置用血液凝固リスクリアルタイム計測方法の確立
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16K16394
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| Research Institution | Kisarazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
SAPKOTA ACHYUT 木更津工業高等専門学校, 情報工学科, 助教 (70724706)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 血液凝固 / 生体電気計測 / 体外循環 / 人工臓器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
補助人工心臓、人工透析および人工心肺などの血液体外循環装置では、血液凝固が大きな問題であるため、定期的に抗凝固処置を行う必要がある。そこで、血液凝固リスクをリアルタイムで調べ、必要なときに必要な量だけの抗凝固処置を行う方法が望まれる。本研究は電気信号法で計測できるバイオマーカによってリアルタイムで凝固リスクを調べる方法を確立することを目的とする。平成29年度(２年目)では血液凝固の視点から血液の流体―構造連成シミュレーションを行うとともに実験により血液凝固リスク、流体力学的パラメータおよび誘電率の相関性を調べることにした。様々な生化学と生物物理パラメータを調整できる数理モデルを用いて血液成分の時間的濃度変動、配向および変形にもとづく電気信号の変動を求めた。血液凝固体外模擬流路を使用し、ウシとブタ血液を用いて、電気計測実験を行い、以下のことを明らかにした。i) 多数周波数による電気的パラメータを計測し、血液凝固の流体力学的変化を調べることができ、リアルタイムで血液凝固リスクを解析が可能になる。 ii)血漿因子の濃度によって変化する赤血球凝集度を観測できる。iii)血液の凝固だけではなく、溶血の影響も計測できる。iv) 開発した数理モデルと実験結果に相関性を得られ、結果の妥当性を確できる。
また、早期凝固リスク解析用のバイオマーカとして前年度に得られた代謝物質バイオマーカリストを文献マイニングによって検証した。新たな凝固リスク解析メカニズムを解明でき、早期に凝固リスクを解析できる可能性が見えてきた。
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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
凝固リスク解析の従来方法（オフライン方法）の結果と数理モデルの結果合わせて解析し、得られた知識によって、リアルタイム計測実験を計画した。そのため予想した通りに進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
代謝物質バイオマーカリストを文献マイニングによって検証し、早期に凝固リスクを解析できる可能性が見えてきたが、電気信号によって計測できる代謝物の選別の課題は今年度に行う予定である。代謝物質の濃度は対象となる血液において検体ごとに大きく変化することが解った。そのため代謝物質の濃度ではなく、アルゴリズムによって代謝経路を予測し、それに基づく選別を行う予定である。
また、静止状態および血液ポンプを用いた流動中の血液で血栓実験を行い、センサ、データベースおよびアルゴリズムから構成される全体システムの検証を行う予定である。
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