循環管理を支援する自動薬物医療システムを臨床実用化し、自律神経医療と統合する研究

• 研究課題/領域番号: 23390415
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 救急医学
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 神谷 厚範 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (30324370)
• 研究分担者: 杉町 勝 独立行政法人国立循環器病研究センター研究所, 部長 (40250261) ; 川田 徹 独立行政法人国立循環器病研究センター研究所, 室長 (30243752)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2011年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 集中治療医学 / 自動医療 / 循環 / 心不全 / 自動治療 / 生体医工学 / 生体システム / 左心房圧 / 肺動脈圧 / 右心房圧 / 医工学

研究概要

集中治療医学における循環管理は、患者生命に直に決する専門医療であるが、最近の医師不足による診療不可や、過重労働を背景とした医療過誤が社会問題となっている。本研究は、生理学、生体医工学、テクノロジーを融合して自動医療システムを創出することによって、この問題の解決を目指す取り組みである。コンピューターが循環動態を自動診断し、さらに多薬剤を同時に投与して循環動態を改善するような自動医療システムの開発を、特に、その左心房圧の推定法、安全・アラーム装置、神経医療との統合等に力点をおいて進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Sympathetic Afferent Stimulation Inhibits Central Vagal Activation Induced by Intravenous Medetomidine in Rats (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Akiyama T, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, Turner Michael J, Shirai M, Sugimachi M
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf) 巻: 10 号: 1 ページ: 100-110
  • DOI: 10.1111/apha.12123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of cilnidipine on sympathetic outflow and sympathetic arterial pressure and heart rate regulations in rats (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Kawada T, Shimizu S, Kamiya A, Miyazaki S, Sugimachi M
  • 雑誌名: Life Sci 巻: 92(24-26) 号: 24-26 ページ: 1202-7
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2013.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-frequency dominant depression of peripheral vagal control of heart rate in rats with chronic heart failure (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Li M, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, Turner MJ, Mizuno M, Sugimachi M
  • 雑誌名: Acta Physiologica (Oxford) 巻: 207 号: 3 ページ: 494-502
  • DOI: 10.1111/apha.12055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Central Vagal Activation by Alpha2-Adrenergic Stimulation is Impaired in Spontaneously Hypertensive Rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Akiyama T, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, Sata Y, Shirai M, Sugimachi M
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf) 巻: 206(1) ページ: 72-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptation of the respiratory controller contributes to the attenuation of exercise hyperpnea in endurance-trained athletes (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto T, Inagaki M, Takaki H, Kawada T, Shishido T, Kamiya A, Sugimachi M
  • 雑誌名: Eur J Appl Physiol 巻: 112(1) ページ: 237-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Medetomidine, an α2-adrenergic agonist, activates cardiac vagal nerve through modulating baroreflex control (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Akiyama T, Kawada T, Sata Y, Mizuno M, Kamiya A, Shishido T, Inagaki M, Shirai M, Sano S, Sugimachi M
  • 雑誌名: Circ J 巻: 76(1) ページ: 152-9
  • NAID: 10030034497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Medetomidine, an α2-adrenergic agonist, activates cardiac vagal nerve through modulating baroreflex control. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Akiyama T, Kawada T, Sata Y, Mizuno M, Kamiya A, Shishido T, Inagaki M, Shirai M, Sano S, Sugimachi M.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 76(1) ページ: 152-9
  • NAID: 10030034497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Central vagal activation by alpha2-adrenergic stimulation is impaired in spontaneously hypertensive rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Akiyama T, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, et al
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf) 巻: (in press) 号: 1 ページ: 72-79
  • DOI: 10.1111/j.1748-1716.2012.02439.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasting effects of moderate vagal stimulation on heart rate and carotid sinus baroreflex-mediated sympathetic arterial pressure regulation in rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Shimizu S, Li M, Kamiya A, Uemura K, Sata Y, Yamamoto H, Sugimachi M
  • 雑誌名: Life Sci 巻: 89(13-14) ページ: 498-503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Norwood procedure with non-valved right ventricle to pulmonary artery shunt improves ventricular energetics despite the presence of diastolic regurgitation : a theoretical analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Une D, Shishido T, Kamiya A, Kawada T, Sano S, Sugimachi M
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 61(6) ページ: 457-65
  • NAID: 10030350907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Centrally administered ghrelin activates cardiac vagal nerve in anesthetized rabbits (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Akiyama T, Kawada T, Sonobe T, Kamiya A, Shishido T, Tokudome T, Hosoda H, Shirai M, Kangawa K, Sugimachi M
  • 雑誌名: Auton Neurosci 巻: 162(1-2) ページ: 60-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consideration on step duration to assess open-loop static characteristics of the carotid sinus baroreflex in rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Shimizu S, Sata Y, Kamiya A, Sunagawa K, Sugimachi M
  • 雑誌名: Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 巻: 1 ページ: 689-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Closed-loop spontaneous baroreflex transfer function is inappropriate for system identification of neural arc but partly accurate for peripheral arc : predictability analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamiya A, Kawada T, Shimizu S, Sugimachi M
  • 雑誌名: J Physiol 巻: 589(Pt 7) ページ: 1769-90
  • 査読あり
• [学会発表] 迷走神経刺激治療は心不全ラットの動脈圧受容器反射の中枢機能を改善する (2013)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹、李 梅花、鄭 燦、清水 秀二、ターナー マイケル、神谷 厚範、上村 和紀、杉町 勝
  • 学会等名: 日本循環制御医学会総会
  • 発表場所: 福井
• [学会発表] Component Model of Congenital Heart Disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, KawadaT, KamiyaA, Sugimachi M
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Medetomidine can selectively activate cardiac vagal nerve without vagal activation in gastrointestinal tract. (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Shimizu,T.Kawada,Y,Sata,A,Kamiya,M.Sugimachi
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2013
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Biventricular repair with atrial fenestration adds little advantage to the postoperative haemodynamics in borderline candidates compared to the one and a half ventricle repair. (2013)
  • 著者名/発表者名: 4. S.Shimizu,T.Kawada,A.Kamiya,M.Sugimachi
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2013
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Effects of Chronic Vagal Stimulation on Open-loop Baroreflex Function in Heart Failure Rats (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Kawada,Meihua Li,Can Zheng,Shuji Shimizu,Atsunori Kamiya,Michael James Turner,Masaru Sugimachi
  • 学会等名: American Heart Association
  • 発表場所: Dalas
• [学会発表] メデトミジンは心臓迷走神経活動を賦活化し (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 秀二, 川田 徹, 秋山 剛, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 胃迷走神経活動を抑制する第105回近畿生理学談話会
  • 発表場所: 関西医科大学
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] ラットにおける迷走神経による動的心拍数調節の伝達関数モデルの改良 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 鄭 燦, ターナー マイケル, 清水 秀二, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第51回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [学会発表] ラットにおける迷走神経による動的心拍数調節の新しいモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 李 梅花, 鄭 燦, 清水 秀二, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第33回日本循環制御医学会総会
  • 発表場所: 自治医科大学 地域医療情報研修センター
• [学会発表] Consideration on Parameter Determination of a New Model Describing Dynamic Vagal Hert Rate Control in Rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Shimizu S, Kamiya A, Turner MJ, Mizuno M, Sugimachi M, Sunagawa K
  • 学会等名: 34TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BILOLPGY SOCIETY
  • 発表場所: Hilton San Diego Bayfront
• [学会発表] Lognormal Distribution of Sympathetic Nerve Activity in Normotensive and Spontaneously Hypertensive Rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Shimizu S, Kamiya A, Sugimachi M
  • 学会等名: AHA Scientific Sessions 2012
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center
• [学会発表] インテリジェント自動医療の開発 : 心不全循環管理と自律神経医療 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷 厚範
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] 迷走神経切断が正常および心筋梗塞が心不全ラットの動脈圧反射動特性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 清水 秀二, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館・松本市総合体育館・信州大学松本キャンパス
• [学会発表] 左心低形成症候群に対する両側肺動脈絞扼術後の血行動態シュミレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 秀二, 川田 徹, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館・松本市総合体育館・信州大学松本キャンパス
• [学会発表] ラットにおける迷走神経による動的心拍数調節の新しいモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 2. 川田 徹、李 梅花、鄭 燦、清水 秀二、上村 和紀、神谷 厚範、杉町 勝
  • 学会等名: 第33回日本循環制御医学会総会
  • 発表場所: 自治医科大学
• [学会発表] Lognormal Distribution of Sympathetic Nerve Activity in Normotensive and Spontaneously Hypertensive Rats. (2012)
  • 著者名/発表者名: 5. Toru Kawada, Shuji Shimizu, Atsunori Kamiya, Kazunori Uemura, Meihua Li, Can Zheng, Masaru Sugimachi
  • 学会等名: AHA Scientific Sessions 2012
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center
• [学会発表] System identification of closed-loop biosystem, predictability and problems in baroreflex (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsunori Kamiya, Toru Kawada, Masaru Sugimachi
  • 学会等名: 日本生体医工学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] 閉ループ生体システムの同定, 予測と問題点 : 圧反射を対象に (2011)
  • 著者名/発表者名: 神谷 厚範, 川田 徹, 杉町 勝
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京電機大学神田キャンパス
• [学会発表] アンジオテンシンIIの静脈内投与がラットの動脈圧受容器反射の動特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 宍戸 稔聡, 神谷 厚範, 上村 和紀, 日高 一郎, 高木 洋, 杉町 勝
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京電機大学神田キャンパス
• [学会発表] 迷走神経切除が動脈圧受容器反射の動特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 清水 秀二, 佐田 悠輔, 李 梅花, 神谷 厚範, 宍戸 稔聡, 杉町 勝
  • 学会等名: 第32回日本循環制御医学会総会
  • 発表場所: 富山国際会議場
• [学会発表] 上大静脈・肺動脈吻合が, 左心補助循環中の血行動態に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水 秀二, 宍戸 稔聡, 川田 徹, 佐田 悠輔, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第32回日本循環制御医学会総会
  • 発表場所: 富山国際会議場
• [学会発表] Alpha-2 adrenergic agonists enhances baroreflex-induced cardiac vagal acetylcholine release (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuji Shimizu, Tsuyoshi Akiyama, Toru Kawada, Yusuke Sata, Atsunori Kamiya, Mikiyasu Shirai, Masaru Sugimachi
  • 学会等名: 第75回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Consideration on Step Duration to Assess Open-Loop Static Characteristics of the Carotid Sinus Baroreflex in Rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Sata Y, Shimizu S, Kamiya A, Sunagawa K, Sugimachi M
  • 学会等名: 33RD Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston Marriott Copley Place
• [学会発表] Cavopulmonary shunt after LVAD implantation improves haemodynamics in patients heaving relatively impaired right heart : an in-silico analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Shishido T, Kawada T, Sata Y, Kamiya A, Sugimachi M
  • 学会等名: ESC Congress 2011
  • 発表場所: Paris Nord Villepinte
• [学会発表] 迷走神経刺激治療は心不全ラットの動脈圧受容器反射の中枢機能を改善する
  • 著者名/発表者名: 川田 徹, 李 梅花, 鄭 燦, 清水 秀二, ターナー マイケル, 神谷 厚範, 上村 和紀, 杉町 勝
  • 学会等名: 第34回日本循環制御医学会総会
• [学会発表] Minimal Component Model of Congenital Heart Disease
  • 著者名/発表者名: Shuji S, Kawada T, Kamiya A, Sugimachi M
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
• [学会発表] Medetomidine can selectively activate cardiac vagal nerve without vagal activation in gastrointestinal tract
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, T.Kawada, Y, Sata, A, Kamiya, M. Sugimachi
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2013
• [学会発表] Biventricular repair with atrial fenestration adds little advantage to the postoperative haemodynamics in borderline candidates compared to the one and a half ventricle repair
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Kawada T, Kamiya A, Sugimachi M
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2013
• [学会発表] マイクロダイアリシス法による腎内因性アセチルコリン分泌機構の解明
  • 著者名/発表者名: 清水 秀二, 川田 徹, マイケル・ジェームス・ターナー, 神谷 厚範, 杉町 勝
  • 学会等名: 第106回近畿生理学談話会
• [学会発表] Effects of Chronic Vagal Stimulation on Open-loop Baroreflex Function in Heart Failure Rats
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Li M, Zheng C, Shuji S, Kamiya A, Turner MJ, Sugimachi M
  • 学会等名: American Heart Association
• [学会発表] メデトミジンは心臓迷走神経活動を賦活化し、胃迷走神経活動を抑制する
  • 著者名/発表者名: 清水 秀二、川田 徹、秋山 剛、神谷 厚範、杉町 勝
  • 学会等名: 第105回近畿生理学談話会
  • 発表場所: 関西医科大学