ミニブタを用いたin situ心臓の表面における電位変化の計測技術の検討

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25560198
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 八木 雅和 大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任准教授(常勤) (40362686)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 心臓 / 計測 / リアルタイム / 多点 / 低侵襲

Research Abstract

心疾患は，日本人の死因の第２位であり，全体の15.5%を占めている．そのため，心疾患メカニズムの解明や治療方法のエビデンス提示に対する社会的ニーズは極めて高い．本ニーズを実現するには，心機能の詳細を実時間でかつ高精度・高分解能で計測する技術が必要である．そこで，本研究では，心機能に関する電気生理学的に重要な指標である心臓表面の電位変化を実時間で高精度・高分解能で計測することにより，心機能を詳細にかつ全体的に捉える技術を開発し，臨床応用に向けて計測性能を基礎的に検証することを目的とした．今年度については，まず，計測に用いる電極，電極固定方法，アンプ，AD変換に関する仕様について初期的な実験を実施し，検討を行った． 64個のAu球状電極（径1mm） を，伸縮性のあるメッシュ生地上にホックを用いて任意の位置に固定できる仕様とした．固定用のメッシュ生地については，心臓に適切な圧力で接する素材を検討の上選択し，可能な限り電極―心臓表面間で良好な接触が選られるように心臓の形状に合わせて3次元的に加工した．アンプについては，得られる入力信号情報に基づき，入力インピーダンス10GΩ，CMMR約90dB，ゲイン100~1000倍のものを利用した．A/D変換については，サンプリング周波数を1kHz程度として，12bit精度が得られる仕様とした．これらの仕様に合わせた計測インターフェースを作成し，基礎的な実験により多点計測が可能であることを実証した．

Current Status of Research Progress

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

Reason

初期実験を行うことで基本的な計測仕様を検討して確定し、実装し基礎的な計測実験により動作の検証を行うことができたため、おおむね予定通りに進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今年度については、多点計測が可能であることを確認したが、電極と計測対象間の密着度に改善の余地があることが明らかとなった。そこで、今後、計測実験を行って主に電極の固定方法について検討を更に進める。そして、開発した計測システムを用いて動作確認実験を行い、臨床上の観点から実用性を検討する。