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AIを用いた包括的評価による血栓監視センサシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K20726
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

森田 伸友  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (90807554)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードECMO / 血栓 / 光センサ / MEMS / 異常診断 / モニタリング / マイクロセンサ / IoT / 光計測 / 血栓検出 / 機械学習 / システム開発 / 血液モニタリング
研究開始時の研究の概要

人工心肺や透析等に用いる体外血液循環回路において,最適な抗凝固管理に向けた血栓監視センサシステムが求められている.この実現のためには,血栓形成リスクをもつあらゆる場所に設置可能な小型センサと,センサから得られる情報から血栓形成を正しく判断するための判定アルゴリズムが必要である.
本研究では,血栓形成リスクのある様々な場所に設置可能な超小型血栓センサの開発と,AIによる異常診断手法を利用した血栓形成判定アルゴリズムの確立を目指す.

研究成果の概要

COVID-19の蔓延以前から、ECMO等の体外血液循環回路における血栓の発生や出血が問題となっている。血栓と出血のない最適な治療条件を知るためには、まず血栓の発生状況をリアルタイムにモニタリングする技術が必要である。本研究では体外循環回路中に多数点在する血栓リスク部を監視可能な血栓センサシステムの実現を目指し、センササイズ3x4x0.9mm3,最小血栓検出感度0.2ccを実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

以前から血栓モニタリングの基礎研究はなされているが、大型機器が必要という制約のため臨床に有効な手段とはなり得ない。新たな超小型の血栓モニタリングセンサを実現できれば、医療現場での血栓モニタリング、それによる治療成績の向上が見込まれる。体外血液循環は年間数千症例である。年間数百万台が出荷されるスマホ等が主用途である半導体やマイクロマシンの分野では非常にニッチな用途とされ、これらの技術は十分に医療に生かされていない。本研究によってAI導入による新規医療診断システムの開発方法を確立することで、医療現場のDXを加速することが可能となると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Real-time, non-invasive thrombus detection in an extracorporeal circuit using micro-optical thrombus sensors2020

    • 著者名/発表者名
      N. Morita, D. Sakota, A Oota-Ishigaki, R. Kosaka, O. Maruyama, M. Nishida, K. Kondo, T. Takeshita, W. Iwasaki
    • 雑誌名

      International Journal of Artificial Organs

      巻: - 号: 8 ページ: 565-573

    • DOI

      10.1177/0391398820978656

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 血栓検出用小型光センサの高感度化2022

    • 著者名/発表者名
      森田 伸友、岩崎 渉
    • 学会等名
      第36回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ニッチ分野に向けた小型光センサ開発2021

    • 著者名/発表者名
      森田伸友
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 2021ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミニマルファブを活用した医療向け小型光センサ開発2021

    • 著者名/発表者名
      森田伸友
    • 学会等名
      ミニマル3DICファブ開発研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試作性と量産性を考慮した血栓検出用小型光センサの設計2021

    • 著者名/発表者名
      森田伸友, 岩崎渉
    • 学会等名
      第35回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型光センサによる体外循環回路内血栓の非侵襲,リアルタイムモニタリングにおけるリファレンスの効果2020

    • 著者名/発表者名
      森田 伸友、迫田 大輔、小阪 亮、太田 晶子、西田 正浩、丸山 修、岩崎 渉
    • 学会等名
      第58回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型・光学式血栓センサを用いた局所的光学特性比較による血栓検出法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      森田 伸友,迫田 大輔,小阪 亮, 太田 晶子, 西田 正浩, 丸山 修, 岩崎 渉
    • 学会等名
      第48回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CMOS-Based Micro Optical Sensor Integrated with Light Source for Thrombus Detection2019

    • 著者名/発表者名
      Nobutomo Morita, Wataru Iwasaki
    • 学会等名
      nternational Conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedical Devices, BioMEMS/NEMS & Applications (Bio4Apps 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 製造技術イノベーション協議会 NEWS第152号 開催報告:第3回生物化学プロセス研究会講演会

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/kyushu/amic/news/news.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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