心臓ペースメーカー電源の経皮的エネルギー伝送システムに関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06805037
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 西村 敏博 大分大学, 工学部・電気電子工学科, 助手 (70117406)
• 研究分担者: 斎藤 正男 東京電機大学, 工学部・情報通信工学科, 教授 (60010708)
• キーワード: 充電式ペースメーカー / 電磁界解析 / 共振形DC-DCコンバータ- / チタニウムのケース

研究概要

心臓ペースメーカー電源の経皮的エネルギー伝送システムのプロトタイプを製作し、性能評価を平成6年度に行った。本年度は、研究代表者と分担者の斎藤正男教授(東京電機大学)はエネルギー伝送システムの動作状態の理論解析を実験結果と対比して行った。また生体内、生体外におけるエネルギーり電磁界解析の理論解析をおこない、エネルギーの高効率伝送について検討し、電磁障害の評価を行った。併せて、エネルギー伝送系全体の生体適合性の評価を行った。特に心臓ペースメーカー全体のシーリングケースはチタニウムで構成されるため、エネルギー伝送時にわずかな発熱のあることが実験により確認されているので、チタニウムに発生する渦電流を最小に抑える検討を行った。
現状の心臓ペースメーカー電源電池および心臓ペースメーカーをもとに近未来の長寿命社会において要求される最適な長寿命ペースメーカーエネルギー源の開発、基本設計および生体適合性の検討を研究代表者および分担者で行った。生体外から悲観血、非侵襲で経皮的に繰り返しペースメーカー内の2次電池に充電してエネルギーを伝送する共振形DC-DCコンバータの開発、およびプロトタイプの製作をおこない、その基本性能の評価をおこなった。また共振形DC-DCコンバータのダイナミックな電圧電流解析、および経皮トランスフォーマ-の電磁界解析を行った。
本研究に関し、計画上の基本的な心臓ペースメーカー電源充電システムの構築は完了し、その基本性能評価、および理論解析と実験結果の検討は、国内及び国際会議において論文発表した。

研究成果

• [文献書誌] Nishimura T,Saito M.,et al.: "an analysis of a large air gap transformer by using a transculanecxis energy transmission" 6th European Conf.on Power Electromics,Proceedings. vol2/5. 2.317-2.322 (1995)
• [文献書誌] Nishimura T,Saito M.,et al.: "An Improvement of a transcutaneous Energy transmission transformer for a non invasive rechargeable Cardiac Pacemakar Battery" IEEE Power Electronics Specialists Conference 1996 IEEE Power Electronics Society. vol.1(発表決定1996年6月予定). 1-6 (1996)
• [文献書誌] Nishimura T,Saito.M.,et al.: "A Large air gap flat transformer for a transcutaneous energy transmission system" IEEE Power Electronics Spacialists Conference 1994 IEEE Power Electronics Society. vol.2/2. 1323-1329 (1994)
• [文献書誌] 西村敏博,斎藤正男 他: "心臓ペースメーカー電源の非侵襲充電システムについて" 電気学会研究会・医用・生体工学研究会資料MBE96-5. vol.1. 37-46 (1996)
• [文献書誌] 西村敏博,平地克也 他: "心臓ペースメーカー用経皮的充電システムの高性能化の研究" 電気学会平成7年度電子・情報・システム部門大会論文集. vol.1. 15-16 (1995)
• [文献書誌] 西村敏博,斎藤正男 他: "経皮的充電システムの磁界シミュレーション" "医用電子と生体工学",第33巻特別号. vol.33 Suppl.521 (1995)
• [文献書誌] Nishimura,Toshihiro Saito.Masao,et.al.: "Computer Simulations in Biomedicine" Camputational Mechanics Publications,Southampton,Boston, 651 (1995)