磁気浮上補助人工心臓における軸受性能と血液損傷のバランス設計

• 研究課題/領域番号: 24360059
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 進士 忠彦 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (60272720)
• 連携研究者: 高谷 節雄 日本大学, 医学部, 客員教授 (40154786)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: 磁気軸受 / 人工心臓 / 血液ポンプ / 遠心ポンプ / 溶血 / 血栓 / ベアリングレスモータ / 流量 / 粘度 / 数値流体力学 / 2次流れ / PIV

研究成果の概要

補助人工心臓は，日欧米では，本格的な実用化の時代に入り，耐久性，血液適合性の観点から，磁気軸受や動圧軸受を用いたものの開発も急速に進んでいる．本研究では，これら非接触軸受の軸受特性（負荷，剛性，減衰性）のみならず，その軸受隙間等に流れる血流を詳細に調べ，溶血･血栓への影響を考慮した軸受設計法を確立することを最終目的としている．具体的には，隙間流の数値流体力学解析，ＰＩＶ計測，その結果を基にしたベアリングレスモータ開発，また，流体粘度推定法の開発を実施した．

研究成果

• [雑誌論文] 連続流血液ポンプ (2015)
  • 著者名/発表者名: 進士 忠彦
  • 雑誌名: 油空圧技術 巻: ５４ ページ: 53-58
• [雑誌論文] 使い捨てポンプヘッドの磁石レス化と外周部磁気カップリング機構を採用した体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 百瀬 洸, 間宮 太一, 土方 亘, 進士 忠彦, 高谷 節雄
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: 80 号: 1 ページ: 81-88
  • DOI: 10.2493/jjspe.80.81
  • NAID: 130003385063
  • ISSN: 0912-0289, 1882-675X
  • 査読あり
• [雑誌論文] MedTech Mag-Lev, single-use, extracorporeal magnetically levitated centrifugal blood pump for mid-term circulatory support (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka E， Fujiwara T， Kitao T， Sakota D， Shinshi T， Arai H， Takatani S
  • 雑誌名: ＡＳＡＩＯ Ｊｏｕｒｎａｌ 巻: 59 号: 3 ページ: 246-252
  • DOI: 10.1097/mat.0b013e31828a75e3
  • 査読あり
• [雑誌論文] New geneation extracorporeal membrane oxygenation with MedTech Mag-Lev, a single-use, magnetically levitated, centrifugal blood pump: Preclinical evaluation in calves (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Fujiwara
  • 雑誌名: Artificial Organs 巻: 38 号: 5 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1111/aor.12006
  • 査読あり
• [雑誌論文] 医療の自動化（人工心臓） (2013)
  • 著者名/発表者名: 進士忠彦
  • 雑誌名: 自動化推進協会 巻: 42 ページ: 8-8
• [雑誌論文] 軸方向制御型磁気軸受モータを搭載した小型遠心血液ポンプ (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯本淳史, 進士忠彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 C編 巻: 78 ページ: 345-353
  • NAID: 130002051548
  • 査読あり
• [学会発表] Estimating the flow rate in a MagLev centrifugal blood pump using accurate measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru HIJIKATA, Rao JUN, Shohei ABE, Setsuo TAKATANI, Tadahiko SHINSHI
  • 学会等名: 18th International Conference On Mechatronics Technology
  • 発表場所: 台湾 台北
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] A Permanent Magnet Free Bearingless Motor For Disposable Centrifugal Blood Pump (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Rao, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi
  • 学会等名: 14th International Symposium on Magnetic Bearings
  • 発表場所: オーストリア リンツ
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-14
• [学会発表] Development of Extracorporeal Maglev Blood Pumps (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiko Shinshi, Wataru Hijikata, Taichi Mamiya, Setsuo Takatani
  • 学会等名: 14th International Symposium on Magnetic Bearings
  • 発表場所: オーストリア リンツ
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-14
• [学会発表] 高性能・高耐久体外循環用血液ポンプの実用化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 進士忠彦, 高谷節雄
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 東京工業大学(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] An Extracorporeal Centrifugal Blood Pump Employing a Permanent Magnet-free Disposable Pump Head with A Smooth Secondary Flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Rao, Ko Momose, Taichi Mamiya, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Setsuo Takatani
  • 学会等名: 21th Congress of the International Society for Rotary Blood Pump
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Sensorless measurement of blood flow rate and viscosity using a maglev centrifugal blood pump (2013)
  • 著者名/発表者名: Shodai Abe, Tadahiko Shinshi, Setsuo Takatani
  • 学会等名: 21th Congress of the International Society for Rotary Blood Pump/ISRBP2013
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 機械式血液循環シミュレータを用いた体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 百瀬 洸, Rao Jun, 間宮 太一, 土方 亘, 進士 忠彦, 高谷 節雄
  • 学会等名: 第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 箱根
• [学会発表] Sensorless Measurement of the Heart Rate Using the Radial Magnetic Bearing of an Implantable Cenreifugal Blood Pump During Ventricular Assistance for the Adjustment of the Pump Flow Rate (2013)
  • 著者名/発表者名: Carolina Kohutek, Chi Nan Pai, Tadahiko Shinshi
  • 学会等名: 1st Brazilian Workshop on Magnetic Bearings
  • 発表場所: リオデジャネイロ
• [学会発表] A Maglev Centrifugal Blood Pump Utilizing a Disposable Magnet-free Impeller and an Outer Magnetic Coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: TADAHIKO SHINSHI
  • 学会等名: The International Symposium on Interdisciplinary Research and Education on Medical Device Developments (IREMD)
  • 発表場所: 弘前
• [学会発表] A Disposable Magnetic Bearing System for an Extracorporeal Centrifugal Blood Pump (2012)
  • 著者名/発表者名: Taichi Mamiya, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi
  • 学会等名: Proceedings of The 13th International Symposium on Mgnetic Bearings
  • 発表場所: Arlington, 米国
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] 体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 進士忠彦, 土方亘, 高谷節雄
  • 学会等名: 第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 富山国際会議場(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] ディスポーザブル磁気浮上遠心血液ポンプの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 進士忠彦
  • 学会等名: 精密工学会生産自動化専門委員会
  • 発表場所: 中央大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-04-27
• [備考] 進士研ＨＰ
  • URL: http://www.nano.pi.titech.ac.jp/
• [備考] 東京工業大学 精密工学研究所 進士研究室ＨＰ
  • URL: http://www.nano.pi.titech.ac.jp/
• [備考] 東京工業大学 精密工学研究所
  • URL: http://www.pi.titech.ac.jp/
• [備考] 東京工業大学 大学院 総合理工学研究科 メカノマイクロ工学専攻ＨＰ
  • URL: http://www.pms.titech.ac.jp/Japanese/