| 研究課題/領域番号 |
17K10743
|
|---|
| 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 |
心臓血管外科学
|
|---|
| 研究機関 | 桐蔭横浜大学 |
|---|
研究代表者 |
大沼 健太郎 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 講師 (50527992)
|
|---|
| 研究分担者 |
住倉 博仁 東京電機大学, 理工学部, 助教 (20433998)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
|
|---|
| キーワード | 人工心臓 / 駆動制御 / 確率的探索手法 |
|---|
| 研究成果の概要 |
本研究では、想定外の状態変化に対応して自律的に血液ポンプ駆動状態を維持可能な制御アルゴリズムの最適化を図り、補助人工心臓制御への適用例として脱血時の吸い付き回避や心拍同期駆動への応用可能性を検討するため、血液ポンプ駆動試験と計算機シミュレーションを実施した。その結果、左心補助を模擬した試験において、遠心血液ポンプの駆動電流のみを指標として循環抵抗変化に伴う流量変化を補償するとともに、脱血側の吸い付き頻度を低減する動作が得られた。また、提案手法により実装した準心拍同期駆動は、シミュレーション上で拡張期補助による冠循環維持に類した効果を得られる可能性が示唆された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で構築した、装置側情報のみを入力指標とした連続流血液ポンプ制御システムは、循環抵抗の変化や脱血側の吸い付きなど機序の異なる流量低下に対して負荷側の情報や厳密な行動則によらずに自律的に駆動状態を維持できた。また、本手法による準心拍同期駆動は、正確性・高速性に課題を残す一方、冠循環維持への有効性が示唆された。これらから、本手法は人工心臓制御に臨床応用を阻む循環系の情報不足、想定外の状態変化による動作破綻といった課題解決に役立つ可能性がある。将来的に、ハードの進歩だけでなくソフトウェアの面から機械的補助循環を高機能化することで、治療戦略の拡大や患者の早期社会復帰につながることが期待される。
|
