2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25670551
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斎藤 逸郎 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任研究員 (80334225)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 人工臓器学 / 経皮的エネルギー伝送 / 経皮的情報伝送 / 静電誘導 / 完全体内埋込型補助人工心臓 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、皮膚貫通ケーブルが不要となる完全体内埋込型補助人工心臓の実現を目指して、名刺サイズの電極を用いた静電誘導によるエネルギーと情報の伝送を行う装置の開発を目的とする。
平成26年度は体外・体内用電極の改良、エネルギー送受信用回路の改良、エネルギー伝送のin vitro試験を行った。
電極は柔軟性に富みつつ高い耐久性が要求される。また、電極における電流集中を避けつつ電極そのもののインピーダンスを低くする必要がある。そこで、電極材として厚さ0.1mmのアルミ箔を使用することで電流集中を避けつつインピーダンスの低い電極を作製した。発熱等の問題がなく流せる電流は、単位平方cm当たり0.5Aであるため、電極面積として2cm角とすることで最大2Aの電流まで使用できるようにした。また、片面をポリメチルペンテンで覆い絶縁を確保することで、伝送効率の向上を図った。
エネルギー送受信用回路に関して、送信機側のスイッチング回路をCPLDを用いたスイッチング回路に改良し、外部からスイッチングのOn/Offを短時間で切り替えられるようにした。現在までに数MHzでのスイッチングをしながら100kHz以上の応答性を持ってOn/Offができるようになり、高速での信号伝送を実現した。
エネルギー伝送のin vitro試験では、負荷インピーダンスを500Ωとしたときに伝送電力が10%まで低下し効果的なエネルギー伝送が実現できなかったものの、負荷インピーダンスを5Ωとしたときには80%以上の電力伝送に成功した。効率低下の原因としては電極間の距離が10cm程度と近く、in vitro試験用の試料を通して送電用電極間で電流が流れたことによるものと考えられる。
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