2007 Fiscal Year Annual Research Report
自己心の状態および治療を考慮した補助人工心臓制御システムの開発
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18700406
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
田中 明 Fukushima University, 共生システム理工学類, 准教授 (10323057)
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| Keywords | 人工心臓 / 制御工学 / 生物・生体工学 / モデル化 / モニタリング / 心機能推定 |
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| Research Abstract |
本年度は,1)監視システムの構築,2)心機能推定法の評価,3)シミュレーションによる制御法の評価を中心に行った.
1)の監視システムの構築については,センサ情報および映像をネットワーク経由で監視可能なシステムのプロトタイプが完成した.このシステムには試験的に以下に述べる,心機能推定アルゴリズムが試験的に導入されている.また,同様に流量の推定システムも導入しており,基本的にリアルタイムの推定が可能になっているが,前年度における課題であった,推定の信頼度についてのオンライン評価については課題が残されている.
2)心機能推定法の開発では,前年度人工心臓装着時においてもEmaxが心機能を表す指標として有効であることを示したが,本年度では,Emax算出に必要であった心臓への負荷変動を必要とせず一拍ごとにEmaxを推定可能なパラメータ最適化法(POM)を導入し,人工心臓の運用中であってもリアルタイムに心機能の変化を推定する手法を開発した.急性動物実験による評価では,従来法とほぼ同等の推定制度を有していることが確認された.
3)シミュレーションによる制御法の評価では,より実際の心臓のモデルに近づけるために,動物実験の結果を参考にし,心臓を表す可変エラスタンスモデルのエラスタンス変化を傾きの異なる2直線で近似したモデルで表しかつ,大動脈弁の開閉の有無によりモデルパラメータを動的に変化させるものを導入し,補助人工心臓の回転数を変化させた際の自己心の力学的特性に与える影響を調査した.その結果,大動脈弁の開閉が自己心の仕事効率などに影響を当たることが明らかとなり,さらに大動脈弁の開閉の有無は回転数やEmaxの影響を受けることが示された.
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[Journal Article] Morphological approach for the functional improvement of an artificial myocardial assist device using shape memory alloy fibers.2007
Author(s)
Shiraishi, Y, Yambe, T, Saijo, Y, Sato, F, Tanaka, A, et. al.
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Journal Title
Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2007
Pages: 3974-3977
Peer Reviewed
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