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末梢気道での呼吸計測を可能にする局所的肺機能計測システム技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04912
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関広島市立大学

研究代表者

長谷川 義大  広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (40402507)

研究分担者 川部 勤  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (20378219)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードMEMS / マイクロデバイス / 流量センサ / 肺機能計測 / マイクロマシン
研究成果の概要

本研究では,現代医学で未解明領域とされている末梢気道での呼気吸気メカニズムの解明を目的とし,末梢気道での呼吸を定量評価可能な「局所的肺機能計測システム技術」の実現を目指した.具体的には,医療用ツールとのタンデム化が可能な外的実装型チューブ状流量センサを実現し,バスケット鉗子と一体化することで気管に見立てたチューブ内の気流計測が可能であることを確認した.また,気道内の圧力計測が可能なファイバ状圧力プローブ,更には流量と圧力の同時計測が可能な流量圧力プローブの開発を行った.これらの結果より,気管内での流量及び圧力を計測可能となり,肺機能診断での重要指標である気道抵抗を計測できる見通しを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸器疾患は,未だ罹患率・死亡率ともに増加の一途を辿っており,特にCOPD(慢性閉塞性肺疾患,末梢気道や肺胞が病変部)は急激な増加傾向にある.本疾患の診断には,スパイロメトリやCTなどが使用されるが,何れも肺機能の間接的評価を行うものであり,呼吸器本来の気体の流れをもとにした肺の生理機能を定量的な評価は難しい.
本研究は,末梢気道での呼吸の定量的評価が可能な「局所的肺機能診断システム技術」の確立に挑むものであり,呼吸器疾患の有効な治療法を確立するための研究で社会的意義は大きい.また,現代医学で未解明なる末梢気道での呼気吸気メカニズムの解明にも繋がることから学術的にも有用な成果を得ることができる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Development of sensor-probe system with function of measuring flow and pressure for evaluating breathing property at airway in lungs2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto Yuji、Maeda Yoshifumi、Hasegawa Yoshihiro、Matsushima Miyoko、Kawabe Tsutomu、Shikida Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 1 号: 10 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1007/s00542-020-05201-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catheter sensor system for in-situ breathing and optical imaging measurements at airway in inside of lung2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, C. Okihara, Y. Hasegawa, K. Taniguchi, M. Matsushima, T. Sugiyama, T. Kawabe, M. Shikida
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 1 号: 12 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s00542-020-04843-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Probe-Shaped Pressure Sensor Device for Measuring Pressure Drop at Airway in Lung2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawamoto, Y. Maeda, Y. Hasegawa, M. Miyoko, T. Kawabe, M. Shikida
    • 学会等名
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro-machined catheter sensor systematization for in-situ breathing and optical imaging measurements in bronchus region in lung system2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, C. Okihara, Y. Hasegawa, K. Taniguchi, M. Matsushima, T. Kawabe, M. Shikida
    • 学会等名
      20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 経気管支的に呼吸および光学画像計測を可能とするカテーテルセンサシステムに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      前田 佳史,長谷川 義大,谷口 和弘,松島 充代子,川部 勤,式田 光宏
    • 学会等名
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] MICRO-MACHINEED CATHETER SENSOR SYSTEMATIZATION FOR IN-SITU BREATHING AND OPTICAL IMAGING MEASUREMENTS IN BRONCHUS REGION IN LUNG SYSTEM2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Maeda, Chiaki Okihara, Yoshihiro Hasegawa, Kazuhiro Taniguchi, Miyoko Matsushima,Tsutomu Kawabe, Mitsuhiro Shikida
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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