空気圧駆動式ウェアラブル人工心臓システムの実用化研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23249065
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 外科学一般
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 本間 章彦 東京電機大学, 理工学部, 教授 (20287428)
• 研究分担者: 妙中 義之 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 副所長 (00142183) ; 巽 英介 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (00216996) ; 武輪 能明 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20332405) ; 福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877) ; 舟久保 昭夫 東京電機大学, 理工学部, 教授 (00307670) ; 大越 康晴 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (10408643) ; 野中 一洋 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (50584182) ; 大沼 健太郎 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (50527992) ; 住倉 博仁 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (20433998)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 全人工心臓 / 補助人工心臓 / ウェアラブル / 駆動装置 / 空気圧駆動式

研究概要

空気圧駆動式補助人工心臓（PVAD）、全人工心臓（PTAH）の開発を行った。電池を2個内蔵した駆動装置の大きさは250×110×210mmであり、重量は4.3 kgとなった。PVADの模擬循環回路による性能評価を行い、平均拍出流量3.4～6.7L/min、平均消費電力は8.0～19.7W、最長電池駆動時間7時間38分を実現した。仔牛を用いた慢性動物実験で、平均補助循環流量4.1+/-0.4L/min、平均消費電力13.3+/-0.4W、循環維持28日間を実現した。駆動装置2台を用いたTAHにおいて、急性動物実験で平均拍出流量3.9～5.4L/min、平均消費電力5.3～17.6 Wを実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Development and evaluation of endurance test system for ventricular assist devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirohito Sumikura, Akihiko Homma, Kentaro Ohnuma, Yoshiyuki Taenaka, Yoshiaki Takewa, Hiroshi Mukaibayashi, Kazuo Katano, Eisuke Tatsumi
  • 雑誌名: J Artificial Organs 巻: Vol. 16 ページ: 138-148
• [雑誌論文] Flow visualization for different port angles of a pulsatile ventricular assist device (2012)
  • 著者名/発表者名: Eiki Akagawa, Hwansung Lee, Eisuke Tatsumi, Akihiko Homma, Tomonori Tsukiya, Yoshiyuki Taenaka
  • 雑誌名: J Artificial Organs 巻: Vol. 15 ページ: 119-127
• [雑誌論文] ウェアラブル式空気圧駆動装置の全置換型人工心臓システムへの応用の基礎的検討
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁, 本間章彦, 大沼健太郎, 妙中義之, 武輪能明, 梅木昭秀, 水野敏秀, 築谷朋典, 片桐伸将, 藤井豊, 角 田幸秀, 向林宏,片野一夫, 福井康裕, 巽英介
  • 雑誌名: IEEJ Taransaction on Electronics, Information and Systems 巻: Vol. 134, No. 6 ページ: 839-847
• [学会発表] 補助人工心臓の解剖学的適合性に関する定量的評価基準の確立
  • 著者名/発表者名: 三田満男, 南広海, 本間章彦, 三田豊, 大越康晴, 西中知博, 舟久保昭夫, 巽英介,妙中義之, 福井康裕
  • 学会等名: 日本生体医工学会誌
• [学会発表] Development and evaluation of a novel endurance test circuit for ventricular assist devices
  • 著者名/発表者名: Hirohito Sumikura, Kentaro Ohnuma, Akihiko Homma, Yoshiyuki Taenaka, Hiroshi Mukaibayashi, Kazuo Katano, Eisuke Tatsumi
  • 学会等名: ASAIO Journal
• [学会発表] Flow rate monitoring for a pneumatic VAD using the driveline air mass flow
  • 著者名/発表者名: Kentaro Ohnuma, Hirohito Sumikura, Akihiko Homma, Yoshiyuki Taenaka, Eisuke Tatsumi, Yoshiaki Takewa, Toshihide Mizuno, Tomonori Tsukiya, Nobumasa Katagiri, Hiroshi Mukaibayashi, Kazuo Katano
  • 学会等名: ASAIO Journal
• [学会発表] 補助人工心臓耐久試験装置に関する基礎検討
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫
  • 学会等名: 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会講演要旨集
• [学会発表] 補助人工心臓用耐久試験装置に関する基礎検討-左心室内圧に相当するポンプ内圧の陰圧発生に関する検討-
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 福井康裕, 住倉博仁,大沼健太郎, 巽英介, 妙中義之, 向林宏,片野一夫
  • 学会等名: 人工臓器
• [学会発表] 空気駆動式補助人工心臓用流量モニタリングシステムの開発
  • 著者名/発表者名: 大沼健太郎, 本間章彦, 住倉博仁, 妙中義之, 巽英介, 武輪能明, 水野敏秀, 築谷朋典, 片桐伸将, 角 田幸秀, 向林宏, 片野一夫
  • 学会等名: 人工臓器
• [学会発表] マハラノビス距離を用いた補助人工心臓の適合性に関する検討
  • 著者名/発表者名: 三田満男, 本間章彦, 三田豊, 大越康晴,西中知博, 舟久保昭夫, 巽英介, 妙中義之,福井康裕
  • 学会等名: 人工臓器
• [学会発表] ウェアラブル式小型空気駆動装置を 用 い た全置換型人工心臓システムのin vivo性能評価
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁, 本間章彦, 大沼健太郎, 妙中義之, 武輪能明, 梅木昭秀, 水野敏秀, 花田繁, 築谷朋典, 片桐伸将, 藤井豊, 角田幸秀, 向林宏, 片野一夫, 巽英介
  • 学会等名: 人工臓器
• [学会発表] 補助人工心臓埋め込みにおける解剖学的適合性に関する評価技術の開発
  • 著者名/発表者名: 南広海, 三田満男, 本間章彦, 三田豊, 大越康晴, 西中知博, 舟久保昭夫, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕
  • 学会等名: 第40回人工心臓と補助循環懇話会抄録集
• [学会発表] 補助人工心臓用耐久試験装置の流出側弁に関する検討
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 大越康晴, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 第40回人工心臓と補助循環懇話会抄録集
• [学会発表] 空気駆動式人工心臓の開発-拍出流量特性に関する検討-
  • 著者名/発表者名: 横田俊介, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 巽英介, 妙中義之, 大越康晴, 福井康裕, 片野一夫, 向林宏, 小嶋孝一
  • 学会等名: 第21回ライフサポート学会フロンティア講演会
• [学会発表] 補助人工心臓耐久試験装置の開発-拍動流発生ポンプに関する基礎検討-
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 大越康晴, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 第21回ライフサポート学会フロンティア講演会
• [学会発表] 空気駆動式人工心臓の開発-拍出流量特性に関する検討-
  • 著者名/発表者名: 横田俊介, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 巽英介, 妙中義之, 大越康晴, 福井康裕, 片野一夫, 向林宏, 小嶋孝一
  • 学会等名: 日本生体医工学会誌
• [学会発表] 生体に近い循環状態を模擬可能な補助人工心臓耐久試験装置の開発
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 大越康晴, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 日本生体医工学会誌
• [学会発表] 補助人工心臓の埋め込みシミュレーション技術の開発
  • 著者名/発表者名: 南広海, 三田満男, 本間章彦, 三田豊, 大越康晴, 西中知博, 舟久保昭夫, 巽英介,妙中義之, 福井康裕
  • 学会等名: 日本生体医工学会誌
• [学会発表] 空気駆動式補助人工心臓用流量モニタリングシステムの開発と評価
  • 著者名/発表者名: 大沼健太郎, 本間章彦, 住倉博仁, 妙中義之, 巽英介, 武輪能明, 水野敏秀, 築谷朋典, 片桐伸将, 角田幸秀, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 人工臓器
• [学会発表] 補助人工心臓用ウェアラブル式小型空気圧駆動装置の開発現況
  • 著者名/発表者名: 住倉博仁, 大沼健太郎, 本間章彦, 妙中義之, 武輪能明, 水野敏秀, 築谷朋典, 片桐伸将, 角田幸秀, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一, 福井康裕, 巽英介
  • 学会等名: 第41回人工心臓と補助循環懇話会学術集会抄録集
• [学会発表] 空気圧駆動式ウェアラブル補助・全人工心臓システムの開発
  • 著者名/発表者名: 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 大越康晴, 舟久保昭夫, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 第41回人工心臓と補助循環懇話会学術集会抄録集
• [学会発表] 補助人工心臓用耐久試験装置に関する基礎検討-粘性流体を用いた特性評価-
  • 著者名/発表者名: 舘林千尋, 本間章彦, 住倉博仁, 大沼健太郎, 大越康晴, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕, 向林宏, 片野一夫, 小嶋孝一
  • 学会等名: 第41回人工心臓と補助循環懇話会学術集会抄録集