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2009 Fiscal Year Annual Research Report

磁気浮上遠心補助人工心臓の多機能化・高信頼化の研究

Research Project

Project/Area Number 21360072
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

進士 忠彦  Tokyo Institute of Technology, 精密工学研究所, 准教授 (60272720)

Keywords補助人工心臓 / 遠心血液ポンプ / 流量推定 / フォルトトレランス / 磁気軸受
Research Abstract

本年度,従来研究から世界最先端の小型化を実現,低溶血性が実証された2自由度制御型磁気軸受を搭載した遠心血液ポンプを対象に,磁気軸受の外乱オブザーバを応用した血液流量推定,磁気軸受制御系のロバスト設計,および,磁気軸受用電磁石の不具合に対するフォルトトレランスなどの高信頼化の研究を実施した.さらに,血液ポンプのさらなる小型化を目指すため,1自由度制御型磁気軸受モータを搭載した血液ポンプの設計,試作も目指した.
その結果,1)外乱オブザーバによりインペラの半径方向力を推定し,流量を測定する方法を新たに提案した.拍動流ポンプと遠心血液ポンプを組み合わせた循環補助シュミュレータを構築し,流量推定実験を実施したところ,医療用超音波流量計との誤差は15%以内であった.2)H∞制御や外乱オブザーバを用いた磁気軸受のロバスト制御系の適用を検討し,血液未充填,充填にかかわらずインペラの安定した磁気浮上を実現した.3)磁気軸受の構成する4個の電磁石のうち,3つまでも破損しても,非接触浮上が可能な制御法を開発した.また,電磁石が1~3個破損した状態でも,循環補助シュミュレータに接続した拍動流下において,インペラの非接触回転が実現された.4)1自由度制御型磁気軸受モータを搭載した血液ポンプを試作し,特定の回転領域において非接触浮上を確認した.但し,組み立て精度不足による磁気アンバランスのため,動圧効果の少ない低速回転域,不釣り合い力の大きな高速回転域での非接触回転は未達成であり,22年度はその問題の解決を目指す.

  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Development of a Disposable Mag-Lev Centrifugal Blood Pump (MedTech Dispo) Intended for One Month Support in Bridge-to-Bridge Applications-In Vitro and Initial In Vivo Evaluations2009

    • Author(s)
      Takeshi Someya, Mariko Kobayashi, Satoshi Waguri, Tomohiro Ushiyama, Eiki Nagaoka, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Hirokuni Arai, Setsuo Takatani
    • Journal Title

      Artificial Organs 33, 9

      Pages: 704-713

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      進士忠彦
    • Journal Title

      磁気浮上式補助人工心臟の小型化技術(日本機械学会)

      Pages: 38-41

  • [Presentation] MedTech Dispoの研究開発 ~Bridge-to-Bridgeを目的とした日本発,ディスポ式,磁気浮上遠心血液ポンプ2009

    • Author(s)
      長谷英気, 染谷毅, 土方亘, 牛山朋彦, 北尾貴史, 進士忠彦, 荒井裕国, 高谷節雄
    • Organizer
      第47回日本人工臟器学会大会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20091112-20091114
  • [Presentation] Quantification of Effects upon Blood Cell Elements by a Rotary Blood Pump Using Flow Cytometry2009

    • Author(s)
      HITOMI SHIBASAKI, DANIEL LEE CRANDALL, Daisuke Sakota, EIKI NAGAOKA, Tadahiko Shinshi, HIROKUNI ARAI, SETUO TAKATANI
    • Organizer
      17th Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      20091001-20091003
  • [Presentation] Development of a Disposable Mag-Lev Centrifugal Blood Pump (Medtech Dispo) Intended for Bridge-to-Bridge Applications-in Vitro and Initial in Vivo Evalutions2009

    • Author(s)
      EIKI NAGAOKA, TAKESHI SOMEYA, Wataru Hijikata, TOMOHIRO USHIYAMA, Tadahiko Shinshi, HIROKUNI ARAI, SETSUO TAKATANI
    • Organizer
      17th Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
    • Place of Presentation
      SINGAPORE
    • Year and Date
      20091001-20091003
  • [Presentation] Sensorless Measurement of The Pulsatile Flow Through an Implantable Maglev Centrifugal Blood Pump During Ventricular Assistance2009

    • Author(s)
      Chi Nan PAI, Tadahiko Shinshi, Akira Shimokohbe
    • Organizer
      ICROS-SICE International Joint Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20090818-20090821
  • [Presentation] Radial Hydraulic Force Estimation In A Magnetically Levitated Centrifugal Blood Pump2009

    • Author(s)
      Chi Nan Pai, Tadahiko Shinshi, Xiaoyou Zhang, Akira Shimokohbe
    • Organizer
      the 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Ibaraki
    • Year and Date
      20090617-20090620
  • [Presentation] A physiological mock circulation System for obtaining pump performance of rotary blood pump2009

    • Author(s)
      Yoshimasa Yokoyama, Tadahiko shinshi, Setsuo Takatani
    • Organizer
      ASAIO-IFAO Joint Congress 2009
    • Place of Presentation
      Dallas, USA
    • Year and Date
      20090528-20090530
  • [Presentation] In Vivo evaluation of a disposable mag-lev centrifugal blood pump : MedTech Dispo2009

    • Author(s)
      Takeshi Someya, Mariko Kobayashi, Satoshi Waguri, Tomohiro Ushiyama, Eiki Nagaoka, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Hirokuni Arai, Setsuo Takatani
    • Organizer
      2009 ASAIO-IFAO Joint Congress
    • Place of Presentation
      Dallas, USA
    • Year and Date
      20090528-20090530
  • [Presentation] 小型遠心血液ポンプ用アキシャル制御型磁気浮上モータ2009

    • Author(s)
      湯本淳史, 進士忠彦, 張暁友, 下河邉明
    • Organizer
      第21回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      長野
    • Year and Date
      20090520-20090522
  • [Presentation] Realization of an Implantable Magnetically Levitated Centrifugal Blood Pump to Assist the Failing Heart Left Ventricle2008

    • Author(s)
      Chi Nan Pai, Tadahiko Shinshi, Akira Shimokohbe
    • Organizer
      the 3rd BIT-TIT joint workshop on Mechanical Engineering
    • Place of Presentation
      Zhuhai, China
    • Year and Date
      20080816-20090818

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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