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2010 年度 実績報告書

高精度電気インピーダンス測定技術を用いた肺および循環機能のリアルタイムモニタ開発

研究課題

研究課題/領域番号 20500426
研究機関北里大学

研究代表者

根武谷 吾  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (00276180)

研究分担者 相馬 一亥  北里大学, 医学部, 教授 (00112665)
今井 寛  三重大学, 医学部附属病院, 教授 (00184804)
キーワード電気インピーダンス / 有限要素法 / 無侵襲計測 / 局所肺密度 / 局所換気量 / 三次元胸部FEMモデル / 肺血流
研究概要

1.健常被験者における肺血流画像の測定:健常被験者14名(男性10名、女性4名)に対してEITを測定し、肺血流画像(動画)を構築した。得られた血流画像は、40ms/枚の時間分解能を有し、心臓領域と左右の肺領域の合計3カ所に検出マスク(各9ピクセル)を設定し、心電図のR波を起点とした1回心拍出周期におけるインピーダンス変化を解析した。血液は他の臓器に比べてインピーダンスが小さいので、血液量とインピーダンス量はほぼ反比例の関係があると考えられた。解析の結果、心収縮開始から心臓領域のインピーダンスが徐々に増加し、同時に左右肺領域のそれが減少し、0.32s~0.36s後にピーク値を示した。この傾向は、呼吸の有無に関わらず、全ての被験者で同様に認められた。同様に、ICU、PICU患者各1名において肺血流画像が測定できたが、シンチグラフ等の血流分布を裏付ける検査が行えず、妥当性を検討できなかった。今後は、シンチグラフ等の肺血流分布が裏付けられた患者において評価を試みる。
2.導電性布電極を用いたウェアラブル測定ウェアの開発:本研究で開発する装置は換気・血流画像を非侵襲的に測定できるが、時々刻々と様々な医療処置が必要な集中治療室では、できるだけ簡単かつ短時間で電極脱着を行う必要がある。そこで導電性布電極と直径0.7mmのトライアキシャルケーブルを使用して、ウェア生地に電極が一体化した測定ウェアを試作した。この測定ウェアを用いて健常男性被験者6名の肺密度を求めたところ、従来の電極とケーブルを用いて得られた肺密度と有意差が認められなかった。試作した測定ウェアは、患者への利用の際に縫製上の問題があるため、今後はさらに改良して臨床で利用できる測定ウェアの開発を試みる。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (7件) 図書 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [学会発表] 集中治療におけるElectrical Impedance Tomography(EIT)の有用性2011

    • 著者名/発表者名
      根武谷吾
    • 学会等名
      第38回日本集中治療医学会学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-02-24
  • [学会発表] 電気インピーダンスCTを用いた肺血流測定法に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      海老原慧, 根武谷吾, 他
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2010
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都)
    • 年月日
      2010-11-25
  • [学会発表] 電気インピーダンスCTから得られる肺気量の精度2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤絵奈, 根武谷吾, 他
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] 電気インピーダンスCTを用いた肺血流測定法の検討.第25回生体・生理工学シンポジウム2010

    • 著者名/発表者名
      根武谷吾, 他
    • 学会等名
      第25回生体・生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] 電気インピーダンスCTによる肺密度の算出とその有効性評価2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤絵奈, 根武谷吾, 他
    • 学会等名
      第25回生体・生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] Measurement of lung function using Electrical Impedance Tomography (EIT) during mechanical ventilation2010

    • 著者名/発表者名
      S.Nebuya, et al.
    • 学会等名
      the VIV International Conf.on Electrical Bio-Impedance
    • 発表場所
      フロリダ大学(フロリダ)
    • 年月日
      2010-04-05
  • [学会発表] Effects of body position on lung density estimated from EIT data2010

    • 著者名/発表者名
      M.Noshiro, S.Nebuya, et al.
    • 学会等名
      the VIV International Conf.on Electrical Bio-Impedance
    • 発表場所
      フロリダ大学(フロリダ)
    • 年月日
      2010-04-05
  • [図書] Electrical Impedance Tomographyとは何か?(呼吸療法における不思議50)2011

    • 著者名/発表者名
      今井寛, 小池朋孝, 根武谷吾(安本和正, ら編著)
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      株式会社アトムス
  • [図書] 福祉工学2011

    • 著者名/発表者名
      根武谷吾(依田光正 編著)
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      理工図書
  • [産業財産権] 撮影タイミング適正化装置2011

    • 発明者名
      根武谷吾, 内升慎一郎
    • 権利者名
      北里大学, 日本光電(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2011-046015
    • 出願年月日
      2011-03-03
  • [産業財産権] 生体の電気的インピーダンス断層像測定装置2010

    • 発明者名
      根武谷吾, 内升慎一郎
    • 権利者名
      北里大学, 日本光電(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-242396
    • 出願年月日
      2010-10-28
  • [産業財産権] 電気的インピーダンス断層像測定装置2010

    • 発明者名
      根武谷吾, 内升慎一郎
    • 権利者名
      北里大学, 日本光電(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-212311
    • 出願年月日
      2010-09-22
  • [産業財産権] 生体の電気的インピーダンス断層像測定装置2010

    • 発明者名
      根武谷吾, 内升慎一郎
    • 権利者名
      北里大学, 日本光電(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-205988
    • 出願年月日
      2010-09-14

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公開日: 2012-07-19  

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