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補助循環における心室最大エラスタンスEmaxの低侵襲的推定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09680841
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東北大学

研究代表者

吉澤 誠  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60166931)

研究分担者 山家 智之  東北大学, 大学院・加齢医学研究所, 助教授 (70241578)
阿部 健一  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005403)
仁田 新一  東北大学, 大学院・加齢医学研究所, 教授 (90101138)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1997年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードEmax / 心室最大エラスタンス / 推定 / 低侵襲 / 補助人工心臓 / 心機能 / Ees / 逆問題 / E_<max>
研究概要

心室の最大エラスタンスE_<max>は,補助人工心臓によって補助される自然心臓のポンプ機能を評価するための良い指標となる可能性があり,この量が得られれば補助人工心臓の離脱時期の決定に大きく貢献する.しかし,従来E_<max>を得るためには心室容積を侵襲的に直接計測する必要があり,これが臨床応用への大きな障害となっていた.本研究では,最近われわれが開発しつつある心室容積を侵襲的に直接計測する必要のないE_<max>推定法の妥当性を,動物実験により検証するとともに,臨床応用可能なE_<max>推定システムを構築することを目的とした.
まず初年度において,E_<max>を推定する問題が一般的な逆問題として定式化されることを示し,ある一拍の駆出期における心室容積あるいは拍出流量と心室圧の瞬時値に基づいてE_<max>を推定するためのアルゴリズムを導いた.最終年度では,このアルゴリズムにしたがってE_<max>を推定することのできるシステムをパソコン上に実装した.また,山羊において,前負荷・後負荷の変動および薬剤負荷によりさまざまな状態を作り,それらの状態において心室容積・拍出流量・心室圧を計測する実験を行った.これらの計測量に基づき本研究で提案した方法と従来法によりE_<max>を推定し,両者を比較した.その結果、両者の相関係数は0.9程度であり,提案した方法が十分実用的であることが明らかとなった.さらに,従来法では不可能であった拍単位でのE_<max>の推定が,収縮末期圧-容積直線の容積軸切片の誤差として一回拍出量の数パーセント程度で実行できることも明らかになった.
今後に残された課題は、より多くの動物実験に基づき,従来の方法と比較することにより本方法の妥当性をさらに検討することあるとともに,侵襲性を低くするために,心室圧の代わりに動脈圧を計測する場合にも本方法を拡張していくことであると考えられる.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "Classical but effective techniques for estimating cardiovascular dynamics" IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 16・5. 106-112 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中明: "人工心臓用適応制御系の同定能力と安定性の評価" 人工臓器. 26・1. 114-118 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉澤誠: "総論:生体循環系の推定と制御" 計測と制御. 38・5印刷中. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "Heart Replacement-Artificial Heart6 (T.Akutsu ed. )" Springer-Verlag, 521 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yoshizawa: "Classical but effective techniques for estimating cardiovascular dynamics" IEEE Eng.in Med.and Biol.Magazine. 16 (5). 106-112 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tanaka: "Experimental analysis of identification function and stability of an adaptive controller for total artificial heart" Jap.J.Artificial Organs. 26 (1). 114-118 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yoshizawa: "Estimation and control of circulatory systems" J.of Soc.Instrument and Control. 38 (5), (in press). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yoshizawa: "Heart Replacement--Artificial Heart 6 (T.Akutu ed.)" Springer-Verlag. 521. (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉澤 誠: "総論:生体循環系の推定と制御" 計測と制御. 38・5 印刷中. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "An approach to single-bert estimation of Emax as an inverse problem" Proc.of 20th,Annu.Int.Conf.of IEEE Eng.in Med.Biology Soc.379-382 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "Heart Replacement-Artificial Heart 6" Springer-Verlag, 521 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "Classical but effective techniques for estimating cardiovascular dynamics" IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 16・5. 106-112 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田中明: "人工心臓用適応制御系の同定能力と安定性の評価" 人工臓器. 26・1. 114-118 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yoshizawa: "Heart Replacement-Artificial Heart 6 (T.Akutsu ed.)" Springer-Verlag, 521 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 吉澤誠: "挑戦 : 知能化する機械" 養賢堂, 285 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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