2010 Fiscal Year Annual Research Report
適応制御を用いた薬剤投与による心不全血行動態の自動制御システムの開発
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20300164
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
杉町 勝 独立行政法人国立循環器病研究センター, 循環動態制御部, 部長 (40250261)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宍戸 稔聡 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究企画調整室, 室長 (60300977)
清水 秀二 独立行政法人国立循環器病研究センター, 循環動態制御部, 特任研究員 (80443498)
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| Keywords | 自動治療 / オンラインシステム同定 / マクロ血行動態モデル |
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| Research Abstract |
昨年度までの生体の薬剤応答性のオンライン同定についての検討では、外乱なしでの生体システム同定は観測ノイズへの依存性が大きく誤ったシステム特性を同定した。間欠的に外乱を加える生体システム同定でも観測ノイズへの依存性によりロバストなシステム同定が可能ではなかった。そこで、この程度の精度での同定システム特性による自動治療と、オフライン同定による平均的なシステム特性による自動治療について検討した。左冠動脈内にカテーテル操作によって微粒子を注入し虚血性の心不全を作成した。注入後、状態が安定した状態において、間欠的な外乱による、強心剤ドブタミンに対する左心ポンプ機能指標SLの応答性、血管拡張薬ニトロプルシドに対する体血管抵抗Rの応答性をオンライン同定した。オンライン同定による特性、オフライン同定(ステップ状入力)による平均的な特性のそれぞれからCHR則によって定めたPI制御のゲインを用い、SL、Rを正常目標値に漸近させる自動治療シミュレーションを行った。デキストランで循環血液量は経験的に求めた同じIf-thenルールで制御した。比較の結果、オンライン同定特性、オフライン同定平均特性のいずれを用いても良好な自動治療が可能であった。自動治療中のノイズへの依存性は大きくなかった。用いた特性による差異が少なかった理由として実験条件に大きな差がなかったこと、PI制御のマージンが大きいこと、CHR則によるPI制御ゲイン設定により2つの特性の差が縮小した可能性などが考えられた。
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