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人工心肺における連続血液粘度モニタリングシステム:推定アルゴリズム提案と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K01429
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
研究機関純真学園大学

研究代表者

岡原 重幸  純真学園大学, 医療工学科, 准教授 (50771185)

研究分担者 辻 敏夫  広島大学, 工学研究科, 教授 (90179995)
曽 智  広島大学, 工学研究科, 助教 (80724351)
末田 泰二郎  広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 教授 (10162835)
伊藤 英史  純真学園大学, 医療工学科, 教授 (50711462)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード人工心肺 / 血液粘度 / 人工肺
研究成果の概要

人工心肺中の血液粘度は,温度,ヘマトクリットレベル,血液pHなどの非生理的な変化,不十分な抗凝固,機械的なストレスなどによって影響されることは知られている.しかしながら,これまで,簡易的で,非接触で連続的に血液粘度を測定する技術は存在せず,臨床では血液粘度が人工心肺に及ぼす影響は調べられていない.本研究では,まず,人工肺の圧流量特性をモデル化して,血液粘度の影響を定量化した.そして,人工肺の圧力流量特性に着目して,血液粘度モニタリングシステムを開発した.臨床において人工心肺中の血液粘度の連続モニタリングを実施し,従来の粘度計と比較して,強い相関と優れた正確性を実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人工心肺中の血液粘度は,温度,ヘマトクリットなどの非生理的な制御,不十分な抗凝固,機械的なストレスなどによって変化して,術後の心血管・脳血管合併症などに影響する可能性がある.しかし,これまで連続的に血液粘度を測定する技術が無かったので,血液粘度が人工心肺に及ぼす影響は調べられていない.本研究では,人工肺の圧力流量特性を利用した連続血液粘度モニタリングシステムを開発し,臨床症例に応用し,従来の粘度計と比較して,良好な正確性を実証した.今後,これに関連する研究が進み,心臓手術患者の合併症の最小化などに寄与できる可能性がある.

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

    (4件)

すべて 2018 2017 2016

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

  • [雑誌論文] Continuous Blood Viscosity Monitoring System for Cardiopulmonary Bypass Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Okahara Shigeyuki、Soh Zu、Miyamoto Satoshi、Takahashi Hidenobu、Takahashi Shinya、Sueda Taijiro、Tsuji Toshio
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 64 号: 7 ページ: 1503-1512

    • DOI

      10.1109/tbme.2016.2610968

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel blood viscosity estimation based on pressure -flow characteristics of an oxygenator during cardiopulmonary bypass2017

    • 著者名/発表者名
      Okahara S, Soh Z, Miyamoto S, Takahashi H, Itoh H, Takahahsi S, Sueda T, Tsuji T
    • 雑誌名

      Artf Organs

      巻: 41 号: 3 ページ: 262-266

    • DOI

      10.1111/aor.12747

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detection of Echinocyte during Perfusion with Oxygenator Based on Continuous Blood Viscosity Monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Okahara
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blood Viscosity Monitoring During Cardiopulmonary Bypass Based on Pressure-Flow Characteristics of a Newtonian fluid2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Okahara
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orlando, FL, USA,
    • 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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