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心臓外科手術訓練シミュレータ開発のための支援技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 14370419
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 胸部外科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

梅津 光生  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)

研究分担者 川副 浩平  岩手医科大学, 第三外科, 教授 (50075561)
岩崎 清隆  早稲田大学, 生命医療工学研究所, 講師 (20339691)
内山 明彦  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50063615)
北村 信夫  京都府立医科大学, 心臓血管外科, 教授 (70075513)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2002年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
キーワード人工臓器工学 / 生体システム / 心疾患 / 血液模擬循環装置 / 僧帽弁閉鎖不全 / 人工弁輪 / 循環シミュレータ / 弁形成術 / ブタ僧帽弁 / 僧帽弁逆流量 / 有効弁口面積 / 患者ロボット / 僧帽弁形成術 / 手術訓練用シミュレータ / 荷重 / Rigid ring / Flexible ring
研究概要

僧帽弁閉鎖不全患者に対する弁形成術は,弁尖・弁輪・腱索・乳頭筋の複雑な僧帽弁の協調運動を温存できるという点から第一選択手技となっている.しかし,弁形成術は医師の経験・勘に依存するところが大きく定量的な手技選択基準が存在しないのが現状である.
そこで,僧帽弁手術に焦点を当てた心臓外科手術訓練シミュレータを開発した.本シミュレータは生体と同等の流量・圧力を模擬することが可能であり,かつ同一条件下において僧帽弁手術に関連する手技やデバイスを比較・評価することができるという利点がある.開発した拍動循環型シミュレータの概要を以下に示す.
(1)僧帽弁部位に新鮮なブタ心臓より摘出した僧帽弁を挿入,個定
(2)僧帽弁組織を空間的に変位させることにより,実際に即した病態を再現
(3)拍動流下にて,標準状態と僧帽弁疾患時における僧帽弁手術施行後の血行動態が取得可能,かつ乳頭筋に作用する負荷データを取得可能.
次に,上記のシミュレータを用いて,その応用を行うため現在臨床使用される医療用具(僧帽弁形成用人工弁リング)の特性比較や,様々な僧帽弁形成術(人工腱索再建,Edge-to-edge法)の評価を行った.実験の際は,現役心臓外科医の協力の下手技を施行し,手技施行の前後で血行動態データ及び負荷データを取得した.
本研究は臨床情報の透明化に向けたひとつの試みとして位置づけられ,今後更に本シミュレータを応用することにより外科医の技術向上や新しいインフォームドコンセント形式の提供など,その用途はさらに拡大するものと考えられる.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 循環シミュレータによる人工弁輪の医工学的評価2005

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 加瀬川均, 土井博文, 野田怜子, 平山智博
    • 雑誌名

      人工臓器 34・2

      ページ: 175-175

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Assessment of mitral surgical corrections using an in vitro Mock circulatory system2005

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, M.Makoto, H.Kasegawa, H.Doi, R.Noda, T.Hirayama
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings 12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Assessment of mitral surgical corrections using an in vitro Mock circulatory system2005

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, M.Arita, H.Kasegawa H.Doi, R.Noda, T.Hirayama
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings 12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 循環シミュレータによる人工弁論の医工学的評価2005

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 加瀬川均, 土井博文, 野田怜子, 平山智博
    • 雑誌名

      人工臓器 第34巻 第2号

      ページ: 175-175

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessment of mitral surgical corrections using an in vitro mock circulatory system2005

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, M.Makoto, H.Kasegawa, H.Doi, R.Noda, T.Hirayama
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings Volume 12

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 血液循環モデルの人工臓器評価への応用2004

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 岩崎清隆, 白石泰之他
    • 雑誌名

      生体医工学 42

      ページ: 412-412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomedical engineering analysis on the effectiveness of cardiovascular surgery : Anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, J.Suehiro, et al.
    • 雑誌名

      7^<th> Polish-Japanese seminar on new technologies for future artificial ograns 7

      ページ: 26-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 僧帽弁手術をサポートする血液循環シミュレータの開発2004

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 土井博文, 野田怜子他
    • 雑誌名

      人工臓器 33

      ページ: 160-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomedical engineering approach to evaluate anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, M.Arita et al.
    • 雑誌名

      Journal of Shanghai University(Natural Science) 10

      ページ: 25-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomedical engineering analysis on the effectiveness of cardiovascular surgery : Anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, J.Suehiro, et al.
    • 雑誌名

      7^<th> Polish-Japanese seminar on new technologies for future artificial organs 7

      ページ: 26-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomedical engineering approach to evaluate anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, M.Arita et al.
    • 雑誌名

      Journal of Shanghai University (Natural Science) 10

      ページ: 25-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 血液循環モデルの人工臓器評価への応用2004

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 岩崎清隆, 白石泰之他
    • 雑誌名

      生体医工学 第42巻

      ページ: 412-412

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biomedical engineering analysis on the effectiveness of cardiovascular surgery : Anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, J.Suehiro et al.
    • 雑誌名

      7th Polish-Japanese seminar on new technologies for future artificail organs 7

      ページ: 26-27

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 僧帽弁手術をサポートする血液循環シミュレータの開発2004

    • 著者名/発表者名
      梅津光生, 土井博文, 町野怜子他
    • 雑誌名

      人工臓器 Vol.33

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biomedical engineering approach to evaluate anastomosis methods for coronary artery bypass grafting2004

    • 著者名/発表者名
      M.Umezu, J.Kawai, M.Arita et al.
    • 雑誌名

      Journal of Shanghai University(Natural Science) Vol.10

      ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 血液シミュレータ及び流れ変換装置2004

    • 発明者名
      梅津光生, 白石泰之, 有田誠也他
    • 権利者名
      学校法人早稲田大学
    • 出願年月日
      2004-11-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 血液シミュレータ及び流れ変換装置2004

    • 発明者名
      梅津 光生, 白石 泰之, 有田 誠他
    • 権利者名
      学校法人早稲田大学
    • 出願年月日
      2004-11-26
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 梅津光生, 岩崎清隆, 桜井靖久, 岡野光夫: "生命理工学専攻にみる医工連携の実践的教育,研究"日本機械学会第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 337-338 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Umezu M, Iwasaki K, et al.: "Dynamic and static evaluation of two type of annuloplasty rings at mitral position using a mock circuit with fresh porcine valve"The International Journal of Artificial Organs. Vol,26, No.7. 659 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Doi H, Iwasaki K, Umezu M, et al.: "Development of an In Vitro Evaluation System for Mitral Annuloplasty"Proc.of World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 4^<th> Volume. ISSN:1727-1983(In CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Umezu M, Iwasaki K: "Mock circulatory system for biocompatibility test as a replacement of animal experiment"Proc.of 6^<th> Polish-Japanese Symposium on Bio-Medical Engineering. 43-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 梅津光生, 岩崎清隆, 他: "RISK AND BENEFITのバランス感覚を支える人工臓器のIN VITRO性能評価のあり方"人工臓器:第41回日本人工臓器学会大会予稿集. Vol.32, No.2. S-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 梅津光生, 岩崎清隆: "動物実験代替システムによる人工臓器の医工学評価技術"第42回日本エム・イー学会大会プログラム・論文集. 84 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M Umezu, et al.: "Left ventricle simulator for surgeon's support"Biocybernetics and Biomedical Engineering. 22・4. 47-53 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Umezu, et al.: "Biomedical engineering approaches to evaluate a function of artificia1 organs"Proc. of 11^<th> International Conference on Biomedical Engineering. (CD-Rom). 2 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y Shiraishi, M Umezu, et al.: "Hemodynamic simulation for the evaluation of vascular surgical treatment using Waseda mechanical circulatory simulator"Proc. of Asian Simulation Conference/the 5^<th> International Conference on System Simulation and Scientific Computing. VOL.II. 1057-1060 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 梅津光生, 他: "冠動脈ステントの力学的特性評価試験装置の開発"第15回バイオエンジニアリング講演会. 02-35. 363-364 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 梅津光生, 他: "人工心臓の耐久性を予測する上での留意点"第31回人工心臓と補助循環懇話会. 21 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 岩崎清隆, 梅津光生, 他: "ブタ僧帽弁を組み込んだ手術支援シミュレータの開発-機械式循環モデルの有効活用例-"BME. 16・8. 20-27 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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