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革新的な医療機器開発の基盤となる熱設計指針の提案とその有用性評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K12713
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90140:医療技術評価学関連
研究機関米子工業高等専門学校

研究代表者

上原 一剛  米子工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10324998)

研究分担者 大林 徹也  鳥取大学, 研究推進機構, 准教授 (80348804)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード熱設計 / 医療機器
研究開始時の研究の概要

高機能化する医療機器の研究開発で今後解決すべき課題は,医療機器の発熱問題である.発熱量が多くなると患者の体表面や臓器との直接接触による臓器損傷などが懸念される.今後,日本から高度な医療機器を積極的に世界に向けて発信していくには,医療機器に特化した本質的な熱設計指針の確立が不可欠となる.本研究の目的は,人体との直接接触が生じる医療機器を対象にその熱設計の指針を得ることであり,ここではその基礎としてモデル実験や数値シミュレーションを通じて医療機器の内部に熱を積極的に閉じ込めて効率的に排出する方法がよいのか,医療機器の内部の温度分布が均一化する熱対策がよいのかについて学術的な観点から明らかにする.

研究成果の概要

医療現場で用いられる容器を対象とした保温デバイスの試作とその配置検討,医療現場での実際の使用状況に近い環境下で温度測定を実施するための検討,熱設計指針を構築するための解析モデルの検討などを行った.試作した保温デバイスを用いて様々な環境下で温度特性を実験的に調べた.医療機器周辺の熱の流れを制御するための基礎的知見として,保温デバイスの温度特性に及ぼす素材の構成や配置方法の影響を実験的に明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は,今後,体内への挿入を目的とした医療機器に対する熱設計の効率的な実施のために活用できるなど,医療機器に対する熱設計の学術的な展開に貢献するものである.熱設計指針の構築やその有用性検証およびその指針に基づいたシミュレーションよる最適化検討は,医療機器の熱問題解決への基礎となり,医療機器を用いた臨床現場での安全性の向上に貢献するとともに,様々な機能を搭載した新しい医療機器の開発による新たな医療分野を切り拓くきっかけを作るものである.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023 2021

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 医療用ディッシュの保温性能に及ぼす保温デバイス素材構成の影響2024

    • 著者名/発表者名
      上原一剛,大林徹也
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第62期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 示温材を用いた医療用ディッシュの温度測定に関する基礎的検討2023

    • 著者名/発表者名
      上原一剛, 大林徹也
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第61期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 潜熱蓄熱材を活用した精液保温器の温度維持機能の検証2021

    • 著者名/発表者名
      大林徹也,谷口文紀
    • 学会等名
      第66回日本生殖医学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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