革新的な医療機器開発の基盤となる熱設計指針の提案とその有用性評価

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12713
• Research Institution: Yonago National College of Technology
• Principal Investigator: 上原 一剛 米子工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10324998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大林 徹也 鳥取大学, 研究推進機構, 准教授 (80348804)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 医療機器 / 熱設計

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，医療機器を対象とした熱設計法や熱設計指針の構築を目的に，医療機器の熱問題の学術的な展開を目指すものである．2020年度は，医療現場で用いられる医療機器やその関連機器の熱問題に関する調査を進めるために，対象とする医療機器の選定を行うとともに，それらの発熱状況を把握する定量的な調査を実施した．本年度は脳波測定用電極と医療の現場で用いられる容器を対象として検討を進めた．また，温度測定実験を実際の使用状況に近い環境下で実施するための検討も行った．温度の測定方法としては，非接触式放射温度計を用いるほか，対象部位に熱電対を直接装着して温度測定する方法を検討した．温度測定部位が内部である場合や液体などが付着する部分である場合は，放射温度計や熱電対での測定が困難であるため，ボタン電池型温度計やペイントタイプの至温材など用いた測定を実施した．医療現場で用いられる容器については，研究分担者とともにこれまでに，受精胚などの適切な温度管理を実現する方法を提案し，蓄熱材を適切に配置すれば培養液の温度低下を軽減できることを明らかにしている．2020年度は，実際にこれらの方法を運用する状況を想定し，現場での使用状況に近い環境下で使用環境や使用条件などの影響を調べた．2020年度の研究によって得られた成果は，体内挿入や体表への装着を目的とした医療機器に対する熱問題解決や効率的な熱設計の実施の実現に必要となる基礎データとなるものである．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

医療現場で用いられる医療機器やその関連機器の熱問題に関する調査を進めるために，対象とする医療機器の選定を行うとともに，それらの発熱状況を把握する定量的な調査を実施した．2020年度の研究によって得られた成果は，2021年度以降に実施する，体内挿入や体表への装着を目的とした医療機器に対する熱問題解決や効率的な熱設計の実施の実現に必要となる基礎データとして利用できる．

Strategy for Future Research Activity

医療機器等の熱設計指針の検討には，現状の医療機器の熱源熱量や放熱状態を知る必要がある．そこで，これまでの研究代表者や研究分担者の研究成果を活用し，医療機器の内部に存在する機能部品の発熱量や放熱状態を明らかにする予定である．2020年度の実施内容を踏まえて医療機器の簡易モデルを作製するとともに，このモデルを用いた実験および解析によって発熱量や放熱状態の推定を試みる予定である．

Causes of Carryover

2020年度は，医療現場で用いられる医療機器やその関連機器の熱問題に関する調査を中心に実施したが，その調査結果に基づいて実施予定であった，医療機器の簡易モデルの設計・製作やその評価法の構築については予算執行の段階までに至らなかった．これについては，2020年度に実施した医療機器等の発熱状況を把握するための定量的な調査の結果に基づいて2021年度も継続して検討を進める予定であり，次年度使用額は，医療機器の簡易モデルの設計・製作やその評価法の構築に使用予定である．