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脳蘇生治療の高度化のための高精度脳生理状態自動管理・管理支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01420
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医用システム
研究機関東海大学

研究代表者

檮木 智彦  東海大学, 工学部, 准教授 (70431955)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード脳蘇生 / 治療システム / 生理状態モデリング / 自動制御システム / 脳温 / 脳圧 / 脳血流量 / 脳代謝 / 脳血液循環 / 脳組織水分移動 / 脳組織熱移動 / 生理状態モデル / 自動制御 / モデル / 脳生理状態 / 脳血流 / 集中治療 / 脳低温療法 / 脳蘇生治療システム
研究成果の概要

本研究では、課題名にあるシステム開発のうち、システム設計・評価のシミュレーションにおける制御対象となる脳生理状態モデルの要素として、脳血液循環モデル、脳組織水分移動モデル、脳組織熱移動モデル、脳組織代謝モデルを構築し、さらにそれらの部分的な統合を行った。脳血液循環モデルについては、これまでの静的モデルを動的モデルに改良し、脳組織内の血液貯留量も計算ができるようにした。以上の成果については、日本生体医工学会大会並びに医用生体工学に関するいくつかの国際会議で発表済みである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発を目指している脳生理状態自動制御システムは、脳蘇生の臨床ガイドラインで欠かせないとされている脳圧、脳血流量、脳温の厳重な管理を、脳細胞の生死にかかわる代謝の動態まで考慮して自動化するものである。このシステムの実現により、脳蘇生治療の効果向上だけでなく、最近特に労働時間が問題視されている従事者の負担と年々増加しつづけている医療費の削減が期待できる。今回の成果は、その設計と性能評価のために必要な脳生理状態モデルの部分的構築であると言え、今後の開発に弾みをつけるものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Construction of a Dynamic Cerebral Blood Circulation Model2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 雑誌名

      Proceedings of 1st International conference on Research in Science, Engineering and Technology

      巻: 1 ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a Dynamic Migration Model of Extracellular Fluid in Brain for Future Integrated Control of Brain State2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki, Kyoka Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Biomedical Engineering

      巻: 1 ページ: 1704-1704

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳組織熱移動モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 楓介, 檮木 智彦
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: Annual56 号: Abstract ページ: S305-S305

    • DOI

      10.11239/jsmbe.Annual56.S305

    • NAID

      130007483815

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 脳組織水分移動モデル2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 京香, 檮木 智彦
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: Annual56 号: Abstract ページ: S304-S304

    • DOI

      10.11239/jsmbe.Annual56.S304

    • NAID

      130007483821

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A model of cerebral blood circulation for future automatic control of brain state2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 雑誌名

      Modelling, Identification and Control (MIC 2017)

      巻: 1 ページ: 158-165

    • DOI

      10.2316/p.2017.848-050

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Construction of a Dynamic Cerebral Blood Circulation Model2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      1st International conference on Research in Science, Engineering and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a Dynamic Migration Model of Extracellular Fluid in Brain for Future Integrated Control of Brain State2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki, Kyoka Sato
    • 学会等名
      the 20th International Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳組織熱移動モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬楓介, 檮木智彦
    • 学会等名
      生体医工学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脳組織水分移動モデル2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 京香, 檮木智彦
    • 学会等名
      生体医工学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Automatic control of physiological state for future clinical treatment - Necessity of mathematical models -2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      World Congress on Cell and Structural Biology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of a Dynamic Migration Model of Extracellular Fluid in Brain for Future Integrated Control of Brain State2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      ICBCBBE Barcelona 2018 (0th International Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Biomedical Engineering)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頭蓋骨の硬直性を考慮した脳組織水分移動モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤京香、檮木智彦
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳組織熱移動モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬楓介、檮木智彦
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A model of cerebral blood circulation for future automatic control of brain state2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      The 36th IASTED International Conference on Modelling, Identification and Control (MIC2017)
    • 発表場所
      Innsbruck
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Migration Model of Extracellular Fluid in Cerebral Tissue for Future Automatic Control of Brain physiological State2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki, Shiho Hirano
    • 学会等名
      ICBB2017 (6th International Conference on Biotechnology and Bioengineering)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a Dynamic Model of Cerebral Blood Circulation for Future Integrated Control of Brain State2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      ICBES Paris 2018 (20th International Conference on Biomedical Engineering and Systems)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model Analysis of Cerebral Circulation under the Occlusion of Right Middle Cerebral Artery2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Utsuki
    • 学会等名
      The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2016)
    • 発表場所
      Orlando
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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