生理機能の総合モデルに基づく病態の定量化とその制御

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18700448
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 陸 高華 独立行政法人理化学研究所, 生体防御連携ユニット, ユニットリーダー (00392176)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 検査・診断システム / 生体システム / 医療情報システム / 低侵襲治療システム / 生体制御

研究概要

脳低温療法の患者を対象に、複数生理機能(温熱、呼吸、循環、代謝、薬理)の統合モデルを構築し、生理機能と臨床処置との間の定量関係を解析した。それを基に、種々の制御則を用い、複数生理機能のシステム制御を試み、集中治療のための医療装置の統合を可能にした。また、脳糖ホメオスターシスに着目し、グルコース・インスリン・グルカゴン相互作用モデルを構築し、重症患者における高血糖症の病態メカニズムや糖尿病における高次脳機能の役割の解明に有益な知見を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] A mathematical mdel o respiratory ad biothermal dynamics in brain hypothermia treatmet (2008)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Bioical Engineering 55 ページ: 1266-1278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of propofol anaesthesia for intrranial dompression using brain hypohermia treament (2007)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 雑誌名: Theoretical Biology and Medical Modelling 2007 ページ: 4:46 (doi: 10.1186/1742-4682-4-46)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生理機能統合モデリングと医療制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 陸高華, 木村英紀
  • 雑誌名: 計測と制御 46 ページ: 668-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] An integrated model of thermodynamic- hemodynamic-pharmacokinetic system and its application on decupling control of intracranial temperature and pressure in brain hypothermia treatment (2006)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, T. Maekawa, H. Kimura
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 242 ページ: 16-31
  • 査読あり
• [学会発表] A brain-oriente compatmental model f glucose- insulin-glucagon regulatory system (2008)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: The 13th International Conferenc on BioMedicl Engineering (ICBME2008), 1655-1658
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Integrative model of physiological functions and its application to systems medicine in intensive care unit (2008)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: The 13th International Conferece on BioMedical Engiring (ICBME), 1651-1654
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Integrative model of physiological systems and its application to brain hypothermia treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: Prprints of the 51th Japan Joint Automatic Control Conference, 816-817
  • 発表場所: Yamagata
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] A control-theorticalapproach o model-based medicine (2008)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: Proceedingof the 17th IFAC (International Federtion Autatic Control) Congress, 10810-10821
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] System medicine and application of control theory in intensive care unit (2007)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: Symposium on Systems and Informtion, the Society of Instrument and Control Engineer, 227-230
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Mathematical model of glucose-insulin-glucagon (2007)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: The 44th Conference of Japanese Society of Clinical Physiology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Application of integrative thermodynamic- hemonamic-pharmacinetic model to propofol anesthesia for hypothermic decompression (2007)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: The 7th International Conference on Modelling in Medicine and Biology (BioMed/07), 201-210
  • 発表場所: New Forest
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] Decoulping control of intracranial temperature and pressure for brain hypothermia treatment (2006)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 学会等名: 2006 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2006), 524-529
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 20061000
• [図書] Application of integrative thermodynamic- hemonamic-pharmacinetic model to propofol anesthesia for hypothermic decompression. In: Modelling in Medicine and Biology VII, edited by C. A. Brebbia, Southampton (2007)
  • 著者名/発表者名: Lu Gaohua, H. Kimura
  • 総ページ数: 201-210
  • 出版者: WIT Press(ISBN 978-1-8456)
• [産業財産権] 体液採取装置 (2009)
  • 発明者名: 陸高華, 木村英紀, 西尾尚美, 清水司, 岸浩司
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所、株式会社豊田中央研究所
  • 産業財産権番号: 発明特許出願特願2009-48009
  • 出願年月日: 2009-03-02