インテリジェント人工臓器創成を目指した人工臓器内血流の分光イメージング

• 研究課題/領域番号: 26870902
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用システム; 生体医工学・生体材料学
• 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: 迫田 大輔 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究員 (40588670)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 血液 / 血栓 / ハイパースペクトラルイメージング / 人工心臓 / 体外補助循環 / 可視・近赤外分光 / 循環器デバイス / 近赤外分光 / 体外循環

研究成果の概要

従来は血液で満たされている遠心血液ポンプ内の様子を可視化することはできなかったため、血栓形成の原因、起源、凝固時間、飛散による血栓梗塞症リスク評価等、動的な抗血栓性評価は全くできていなかった。これらを可視および近赤外光により世界で初めて可視化することに成功し、循環器デバイスの抗血栓性は、周囲デバイスの抗血栓性と相互に関係していることを証明できた。本研究成果は、臨床における血栓梗塞症の防止、最適な抗凝固療法への指針になると考えられる。また、循環器デバイス開発段階においても、動的かつ定量的な抗血栓性評価法ともなり、この様な高リスクの治療機器実用化のために不可欠な技術となっていくことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Optical aggregometry of red blood cells associated with the blood-clotting reaction in extracorporeal circulation support (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Ryo Kosaka, Masahiro Nishida, Osamu Maruyama
  • 雑誌名: Journal of Artificial Organs 巻: - 号: 3 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1007/s10047-016-0895-8
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-time observation of thrombus growth process in an impeller of a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump by near-infrared hyperspectral imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Tomotaka Murashige, Ryo Kosaka, Tatsuki Fujiwara, Masahiro Nishida, Osamu Maruyama
  • 雑誌名: Artificial Organs 巻: 39 号: 8 ページ: 714-719
  • DOI: 10.1111/aor.12560
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hyperspectral imaging of vascular anastomosis associated with blood flow and hemoglobin concentration (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Eiki Nagaoka, Osamu Maruyama
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 巻: - ページ: 4246-4249
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Feasibility of the optical imaging of thrombus formation in a rotary blood pump by near-infrared light (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Sakota, T. Murashige, R. Kosaka, M. Nishida, O.Maruyama
  • 雑誌名: Artificial Organs 巻: 38 号: 9 ページ: 733-740
  • DOI: 10.1111/aor.12377
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 動圧浮上遠心血液ポンプ内血栓の動的挙動イメージング法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原禎生, 迫田大輔, 藤原立樹, 大内克洋, 荒井裕国, 丸山修
  • 学会等名: 第44回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
  • 発表場所: 松島 大観荘, 宮城
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 体外循環における非採血式血液凝固・生化学検査を実現する血液内近赤外光散乱モデルの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔
  • 学会等名: 第53回日本人工臓器学会
  • 発表場所: 東京ドームホテル, 東京
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Hyper-spectral imagingを用いたポンプ内血栓リアルタイムモニタリングシステムの大型動物実験における検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原立樹, 迫田大輔, 大内克洋, 遠藤衆, 山野春樹, 田原禎生, 関晴永, 村重智崇, 小阪亮, 西田正浩, 丸山修, 荒井裕国
  • 学会等名: 定常流ポンプ研究会2015
  • 発表場所: 東京ドームホテル, 東京
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Investigation of optical changes in blood associated with thrombogenic process (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ouchi, Ryo Kosaka, Masahiro Nishida, Osamu Maruyama
  • 学会等名: 23rd Annual Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Hotel Excelsior, Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] The real-time optical monitoring of thrombus formaiton inside the blood pump during extracorporeal circulation using hyperspectral imaging in acute animal experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Fujiwara, Daisuke Sakota, Katsuhiro Ouchi, Tomotaka Murashige, Ryo Kosaka, Masahiro Nishida, Shu Endo, Eiki Nagaoka, Keiji Oi, Tomohiro Mizuno, Osamu Maruyama, Hirokuni Arai
  • 学会等名: 23rd Annual Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Hotel Excelsior, Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] 循環器デバイス内血液凝固過程における工学特性変化のメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔, 藤原立樹, 大内克洋, 小阪亮, 西田正浩, 丸山修
  • 学会等名: LIFE2015
  • 発表場所: 九州産業大学, 福岡
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] Hyperspectral imaging of vascular anastomosis associated with blood flow and hemoglobin concentration (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Eiki Nagaoka, Osamu Maruyama
  • 学会等名: 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Mirano Conference Center, Milan, Italy
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] 循環器デバイス内リアルタイム血栓形成イメージング法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔, 藤原立樹, 大内克洋, 田原禎生, 村重智崇, 小阪亮, 西田正浩, 荒井裕国, 丸山修
  • 学会等名: 第38回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 東京学術センター, 東京
  • 年月日: 2015-06-06
• [学会発表] Optical imaging method of thrombus formation in mechanical circulatory supports (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakota, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ouchi, Tomotaka Murashige, Ryo Kosaka, Masahiro Nishida, Osamu Maruyama
  • 学会等名: 15th International Congress of Biorhelogy
  • 発表場所: Korea University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hyper-spectral imaging 法による血液ポンプ内血栓検出装置の大型動物実験における検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原立樹, 迫田大輔, 大内克洋, 遠藤衆, 村重智崇, 田原禎生, 関晴永, 小阪亮, 丸山修, 荒井裕国
  • 学会等名: 第37回日本血栓止血学会学術集会
  • 発表場所: 甲府市総合市民会館, 山梨
  • 年月日: 2015-05-21
• [学会発表] 循環器デバイス使用下における血液の光計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔
  • 学会等名: 第三回医用アクチュエーション研究会
  • 発表場所: 産総研臨海副都心センター, 東京
  • 年月日: 2015-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] 体外循環における赤血球凝集能モニタリング法の開発と血液凝固反応モニタリングへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔、小阪亮、西田正浩、丸山修
  • 学会等名: 第４３回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
  • 発表場所: 熱海後楽園ホテル, 熱海
  • 年月日: 2015-02-20 – 2015-02-21
• [学会発表] In vitro抗血栓性試験における赤血球凝集能のオンライン光モニタリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔、村重智崇、小阪亮、西田正浩、丸山修
  • 学会等名: 第52回日本人工臓器学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル札幌, 札幌
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] 定常流ポンプ内血液の光診断技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔、村重智崇、小阪亮、西田正浩、丸山修
  • 学会等名: 定常流ポンプ研究会2014
  • 発表場所: 京王プラザホテル札幌, 札幌
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] Hyperspectral imaging of thrombus growth process in a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Sakota, T. Murashige, R. Kosa,a M. Nishida, O. Maruayma
  • 学会等名: 22th annual congress of the ISRBP
  • 発表場所: Hotel Nikko, San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [学会発表] Optical continuous monitoring erythrocyte aggregability associated with the blood-clotting reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Sakota, R. Kosa,a M. Nishida, O. Maruayma
  • 学会等名: 22th annual congress of the ISRBP
  • 発表場所: Hotel Nikko, San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [学会発表] Hyperspectral imaging of thrombus formation in a hydrodyanmically levitated centrifugal blood pump (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Sakota, T. Murashige, R. Kosa,a M. Nishida, O. Maruayma
  • 学会等名: ASAIO 60th annal conference
  • 発表場所: Washington Hilton Hotel, Washington, D.C., USA
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [学会発表] 連続流血液ポンプ内血栓の光イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 迫田大輔、村重智崇、小阪亮、西田正浩、丸山修
  • 学会等名: 第37回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ, 大宮
  • 年月日: 2014-06-05 – 2014-06-06
• [備考] 産業技術総合研究所 健康工学研究部門 人工臓器研究グループ
  • URL: https://unit.aist.go.jp/hri/group/2015_ao-4/index.html
• [備考] 産業技術総合研究所 健康工学研究部門 人工臓器研究グループ 研究グループ紹介
  • URL: https://unit.aist.go.jp/hri/group/2015_ao-4/index.html