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人工臓器のカオス制御による加齢現象のコントロールに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11480253
研究種目

基盤研究(B)

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

山家 智之  東北大学, 加齢医学研究所, 助教授 (70241578)

研究分担者 西條 芳文  東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (00292277)
仁田 新一  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90101138)
吉澤 誠  東北大学, 情報シナジーセンター, 教授 (60166931)
田林 晄一  東北大学, 大学院・医学研究科, 教授 (90142942)
田中 明  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10323057)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1999年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード加齢現象 / カオス制御 / 全人工心臓 / カオス / フラクタル / 自動制御 / ゆらぎ / 1 / f / 加齢現象、 / カオス制御、 / 全人工心臓、 / カオス、 / フラクタル、 / 自動制御、 / ゆらぎ、
研究概要

世界中の人工心臓研究施設の検討によって、完全置換型の全人工心臓による長期慢性実験においては、平均動脈圧の慢性的な上昇、中心静脈圧の上昇、甲状腺ホルモンの異常等、加齢に伴う循環動態の慢性的な変化が加速して発現することが報告されてきた。これらの現象を鑑みれば、いずれも加齢による病態変化と合致するものであり、一種の加齢促進モデルと位置づけることが出来る。従って、これらの変化を多変量解析による方法論を駆使して定量化することにより加齢現象の促進モデルとその加齢現象の定量的な評価システムを具現化することができるものと考えられる。そこで、平成11-14年度にわたってこれまで行ってきた動物実験の経験の蓄積を応用して慢性動物実験による検討を行った。成山羊を用いて慢性動物実験を行い、各種人工臓器を装着し、時系列データのカオス解析によって加齢現象解析のための時系列データの蓄積を始めると同時に得られた時系列曲線に対して非線形力学を応用した解析の試みを行った。すなわち無拍動、拍動、高周波振動流などの各種人工心臓の慢性動物実験を行い、覚醒状態で心拍変動や動脈圧、右房左房の圧時系列曲線や人工心臓拍出量などを慢性的に長期的に連続記録を行った。得られた人工心臓慢性動物実験の循環動態の時系列曲線は、データレコーダに蓄積した後にオフラインでADコンバータを介してコンピュータ入力を行い、フラクタル次元解析アルゴリズムの確立を試みた。平成11-14年度における具体的には拍数単位で定量化された時系列をスプライン補間した後に再サンプリングを行って高速フーリエ変換や最大エントロピー法を駆使したスペクトル解析を試み、周期性のゆらぎ成分や1/fゆらぎについて検討すると同時にカオス力学やフラクタル理論に基づいた非線形解析を試み、加齢現象における非線形ダイナミクスの情報量変動の重要性が明らかにされた。現在、これらの研究成果を臨床に還元するべく、医学部附属病院におけるホルター心電図解析アルゴリズムへの応用も試みつつある。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] T.Tambe: "A future prediction type artificial heart system"Artif Organs. 23. 268-273 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Totally implantable ventricular assist system which can increase the brain blood flow"Artif Organs. 23. 644-647 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Theatment of the multiple orgam failure by the use of the totally implantable ventricular assist device"J Artif Organs. 4. 252-256 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Fluctuations of Emax of the left ventricle : effect of atrial natriuretic polypeptide"Biomed Pharmacother. 55. 147-152 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Nonlinear Dynamical Analysis Of The Hemodynamic Parameters With An Undulation Tepe"Biomed Pharmacother. 56. 364-366 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Recent progress in artificial organ research at Tohoku University"Artif Organs. 27. 2-7 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe: "Searching for the origin of chaos"IEEE EMBS book. 32 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.,Yambe, N.Tanizuka, A.Tanaka, M.Yoshizawa, K.Aabe, H.Takeda, K.Tabayashi, S.Nitta: "A future prediction type artificial heart system"Artif 0rgans. 23. 268-273 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, N.Owada, A.Tanaka, S.Kobayashi, S.Nanka, T.Fukuju, K.Tabayashi, M.Yoshizawa, H.Hashimoto, S.Nitta: "Totally implantable ventricular assist system which can increase the brain blood flow"Artif Organs. 23. 644-647 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, N.Owada, S.Kobayashi, S.Nanka, A.Tanaka, M.Yoshizawa, K.Tabe, K.Tabayashi, H.Takeda, H.Hashimoto, S.Nitta: "Treatment of the multiple orgam failure by the use of the totally implantable ventricular assist device"J Artif Organs. 4. 252-256 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, M.Yoshizawa, R.Taira, A.Tanaka, K.Tabayashi, S.Tobita, S.Nitta: "Fluctuations of Emax of the left ventricle: effect of atrial natriuretic polypeptide"Biomed Pharmacother. 55. 147-152 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, Y.Abe, T.Isoyama, K.Tabayashi, S.Nanka, K.Imachi, S.Nitta: "Nonlinear Dynamical Analysis Of The Hemodynamic Parameters With AnUndulation Type Artificial Heart System"Biomed Pharmacother. 56. 364-366 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, M.Yoshizawa, A.Tanaka, K.Abe, S.Kawano, H.Matsuki, S.Maruyama, S.Amae, N.Wada, T.Kamiyama, T.Takagi, Y.Luo, J.Hayashi, Y.A.Kovalev, DXA Sha, S.Nanka, Y.Saijo, Y.Mibiki, M.Shibata, S.Nitta: "Recent progress in artificial organ research at Tohoku University"Artif Organs. 27. 2-7 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, M.Yoshizawa, K.Tabayashi, S.Nitta: "Searching for the origin of chaos"Nonlinear Biomedical Signal Processing. IEEE EMBS book series, In M.Akay ed.. 40-72 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Nonlinear Dynamical Analysis Of The Hemodynamic Parameters With An Undulation Type Artificial Heart System"Biomed Pharmacother. 56. 364-366 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Development of new diagnosis tool for evaluating autonomic function during virtual reality immersion"Jpn J Applied Physiology. 32. 255-258 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Nonlinear dynamical analysis of the hemodynamic behaviors during the virtual reality immersion"Biomed Pharmacother. 56. 367-369 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Correlation dimension of the artificial Circulation"J Artif Organs. 5. 1-5 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Recent progress in artificial organ research at Tohoku University"Artif Organs. 27. 2-7 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, M.Yoshizawa, A.Tanaka, K.Tabayashi, S.Nitta: "Fluctuation of E max of the left ventricle : effect of atrial natriuretic polypepetide"Biomed Pharmacother. Vol.55. 147-152 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山家智之 吉澤誠 田中明 田林晄一 仁田新一: "Effect of Atrial Natriretic Polypeptide on the Fluctuations of Emax of the Left Ventricle"Therapeutic research. Vol.22 No.7. 5-10 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, A.Tanaka, M.Yoshizawa, K.Tabayashi, S.Nitta: "Pathophysiological aspect of an implantable ventricular assist device with short stroke and high frequency"Journal of Congestive Heart Failure and Circulatory Support. Vol.1 No.4. 259-262 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, S.Nitta, M.Yoshizawa, K.Tabayashi: "Smallest ventricular assist system by use of peltier elements with shape memory alloy"Journal of Congestive Heart Failure and Circulatory Support. Vol.1 No.4. 403-405 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山家智之 吉澤誠 田中明 田林晄一 仁田新一: "人工血圧反射によって発生する決定論的カオス"日本臨床整理学会雑誌. 第31巻 第5号. 261-264 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ymbe, S.Nitta, M.Yoshizawa, K.Tabayashi: "Treatment of multiple organ failure by a totally implantable ventricular assist device"J Artif Organs. Vol.4. 252-256 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Pathological aspect of an implantable ventricular assist device with short stroke and high frequency."Artificial Heart 7, Tokyo-Springer-Verlag,. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Totally implantable ventricular assist system which can increase the brain blood flow."Artif Organs. 23. 644-647 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T,Yambe, et al.: "Smallest ventricular assist system by the use of the peltier elements with the shape memory alloy"Artificial Heart 7, Tokyo-Springer-Verlag. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Autonomic nurve function during left ventricular assistance with totally implantable vibrating flow type ventricular assist device."Artif Organs. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Evaluation of the cardiac function by chaos theory"Artif Organs. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yambe, et al.: "Arterilinput impedance pattern over 10Hz"Artif Organs. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "A future prediction type artificial heart system"Artif Organs. 23. 268-273 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Detection of cardiac function by the fractal dimension analysis"Artif Organs. 23. 751-756 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Peripheral vascular resistances during total left heart bypass with an oscillated blood flow"Artif Organs. 23. 747-750 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Vagal nerve activity in the awake condition for the control of an artificial heart system"Artif Organs.. 22. 324-328 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Totally implantable ventricular assist system which can increase the brain blood flow"Artif Organs. (in press)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山家智之: "カオスの応用による加齢現象の加速と制御"日本臨床生理学会雑誌. 29. 333-340 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Evaluation of cardiac function by the nonlinear mathematics."ILAS press. (inpress)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamabe: "Parasympathetic nerve activity in the awake condition for the control of an artificial heart system"ILAS press. (inpress)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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