Improvement of safety and efficacy of extracorporeal continuous-flow temporary ventricular assist device by biological control mechanism

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本研究では、血液ポンプの駆動制御により流路障害や血行動態の急変で生じる危険状態の自律的解消・軽減を図ることで、体外設置型連続流VADの安全性・有効性を向上することを目的としている。本年度は、昨年までに拡張した確率的手法による自律的流量制御アルゴリズムを血液ポンプコントローラに実装し、左心補助を模擬した機械的循環回路で挙動を確認した。駆動中に血液ポンプ流入出路の循環抵抗を変更し、流出側の障害に対しては自律的に回転数が上昇して低下した平均流量を補償し、流入側の障害に対しては断続して回転数を低下させることで探索的に物理的に可能な範囲で概ね最大の流量を保持する挙動を示した。また、流路の過度の閉塞や循環容量の不足など血液ポンプの回転数制御だけで解消困難な状況において、シナリオベースで協調的に医療従事者の処置を促す協調的アラーム機能を実装するため、治療工程、生体（患者）、VAD、医療従事者の相互作用を含む状態遷移モデルを構築し、デッドロックを検証することでシステム上の行き詰まりを低減するとともに、介入が必要な状況の一部を抽出した。併せてこの状況に対するアラームのアルゴリズムを構築した。また、拍動下の模擬循環試験において、流量制御とアラーム機構の最適化を図り、次年度に計画している長期駆動試験に向けた計測系の構築を開始した。あわせて、確率的挙動に対する血液適合試験に向けた計測系、循環回路の構成に着手した。