最大気流速に向かって進む画期的な気管挿管デバイスの開発と実用化に向けた研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08855
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 溝渕 知司 神戸大学, 医学研究科, 教授 (70311800)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 桂一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00737926)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 気管挿管デバイス / 呼吸流速

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、“呼吸時には流速が生まれる“という生体機能の本質を活用し気管挿管する新規の挿管デバイスを作成することにより、100％の気管挿管を実現するデバイスを開発することを発案し研究を行っている。
平成31年までに東京大学工学部との共同研究で提案手法の原理実証が進んでおり、次のフェーズとして臨床での呼吸気流速の測定および臨床で使えるセンサーの開発のための小型化と性能の向上を目指して研究や情報収集を続けている。本申請ではこのシーズを臨床応用すること、さらには製品化に向け、臨床試験をベースにデバイスの改良を進めることを目指している
具体的にこれまで、気管挿管において、患者の呼吸流を感知し気道へ気管チューブを誘導する新しい方法論の確立と臨床応用可能なデバイスを開発することを目的として、口腔内という小さな空間で気流の計測を実現するため、MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を用い、本デバイスに適した直径わずか数百マイクロメートルのセンサーを独自に開発し実証実験を行った。デバイスはスタイレットとして気管チューブに挿入して用いることを想定し、先端には3方向に向いた微小な風量センサを取り付け、それぞれのセンサ出力値より、どの方向から風が吹いているかを推定した。デバイスには屈曲機構と送り機構（医師が直接送ることも可）が取り付けることを考えており、医師が操作する場合は手元のインタフェースを介してスタイレット先端を声門へと進めることができるか検討中である。
今後、①自発呼吸で口腔内にどの程度の呼気及ぶ吸気の流速が生まれるか、②おそらく微弱な流速と考えられるため、その微弱な流速をこれまでの実証実験で証明した方法でとらえられるか、捉えられなければ捉えられる方法への改良、③最大呼吸流速方向が捉えられればそこに向かって動く手段の開発　を行う予定としている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

【研究実績の概要】で記した、①の臨床的データ収集の開始に当たっては、代表者がまとまった時間が取れないなど時間的余裕が少なく、まず行うべき神戸大学医学部内での倫理委員会への申請ができず臨床研究法への対応が遅れたことが主因として挙げられる。②に関して、新しいデバイスの提案は東大の中川先生から受けているが、実験を行うマンパワーが充分でなく進行がやや遅れている。基本 原理の改良およびより実用化に向けたデバイスの開発に当たって担当していた東大研究員(大学院生)の方が不在となった(大学院卒業)ことか当初の計画より遅れている原因である。また、③に関しては構想はあるが、器具の大きさなど①②が進行してできるものであるため現状では構想のみにとどまっている

Strategy for Future Research Activity

臨床データの集積開始と、デバイスの縮小化と精密度の向上、および動力の開発に向けた研究を行う。より現実的な問題解決策として、臨床データ取得に向けた神戸大学医学部附属病院倫理委員会への承認申請および縮小化したデバイスの開発に向け人材の確保と綿密でより頻回なミーティングを再開することが必要と考えている。

Causes of Carryover

充分な研究体制が取れなかったため