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磁気浮上人工心臓の非ニュートン流体中インペラダイナミクスの解明と多機能化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K17959
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東京工業大学

研究代表者

土方 亘  東京工業大学, 工学院, 准教授 (30618947)

研究協力者 進士 忠彦  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60272720)
丸山 修  産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (30358064)
迫田 大輔  産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究員 (40588670)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード磁気浮上 / 人工心臓 / 血液ポンプ / 粘度 / 流量推定 / 血栓 / 血液凝固 / 補助人工心臓 / 血液凝固検出 / 血液粘度 / センサレス計測 / 磁気浮上血液ポンプ / センサレス / 血液粘度計測
研究成果の概要

補助人工心臓は長期使用時代に入っており,デバイス開発に加え, QOLや生存率の向上技術が必要である.そこで本研究では,磁気浮上補助人工心臓のインペラダイナミクスを利用して,血液粘度をセンサレスに推定する技術を確立し,流量制御や血液凝固検知に応用した.
具体的には,磁気浮上電磁石でインペラを強制変位加振し,インペラ変位と電磁石電流の位相差から血液粘度を推定する手法を提案し,豚血液を用いた実験にてその有用性を確認した.また,モータトルクと回転数,粘度を用いた流量推定式を導出し,実験にて評価を実施した.最後に,豚血液がポンプ内で凝固したときの粘度上昇を提案手法で捉え,凝固検知実現の可能性を示した.

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Real-Time Driver’s Biological Signal Monitoring System2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Hijikata, Jun Rao, Shodai Abe, Setsuo Takatani, Tadahiko Shinshi
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 27 ページ: 1

    • DOI

      10.18494/SAM.2015.1068

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensorless Viscosity Measurement in a Magnetically-Levitated Rotary Blood Pump2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Hijikata, Jun Rao, Shodai Abe, Setsuo Takatani, Tadahiko Shinshi
    • 雑誌名

      Artificial Organs

      巻: 39 号: 7 ページ: 559-568

    • DOI

      10.1111/aor.12440

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 磁気浮上式人工心臓におけるセンサレス粘度推定とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 拓朗, 土方 亘, 進士 忠彦
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 磁気浮上型人工心臓における血栓の早期センサレス検出2017

    • 著者名/発表者名
      土方亘, 丸山拓朗, 迫田大輔, 丸山修
    • 学会等名
      第45回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 発表場所
      山梨県慶山
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sensorless Real-time Blood Viscosity Measurement in a Magnetically-levitated Ventricular Assist Device2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Hijikata, Takuro Maruyama, Yuki Suzumori, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      24th Congress of the International Society for Rotary Blood Pump
    • 発表場所
      Mito Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気浮上遠心血液ポンプにおけるセンサレス血液粘度計測2016

    • 著者名/発表者名
      鈴森 雄基, 土方 亘, 進士 忠彦
    • 学会等名
      IIP2016 情報・知能・精密機器部門講演会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Precision Sensorless Flow Rate Estimation with On-line Viscosity Compensation in a Magnetically Levitated Centrifugal Blood Pump2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Hijikata, Yuki Suzumori, Jun Rao, Setsuo Takatani, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      ASAIO 61st Annual Conference
    • 発表場所
      Hilton Chicago
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] T2R2 東京工業大学リサーチポジトリ

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100514739&alldisp=1&tab_yf=2017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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