革新的な医療機器開発の基盤となる熱設計指針の提案とその有用性評価

提出热设计指南，作为创新医疗设备开发及其实用性评估的基础

• 批准号: 20K12713
• 负责人: 上原 一剛
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yonago National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12713/
• 关键词: 熱設計; 医療機器

本研究は，医療機器を対象とした熱設計法や熱設計指針の構築を目的に，医療機器の熱問題の学術的な展開を目指すものである．2022年度は，(1)熱の流れを調整する部材の試作とそれを用いた熱設計法の検討，(2)医療現場での使用状況下における温度評価法の基礎検討，(3)熱設計法や熱設計指針に基づいた最適構造を検討するための有限要素モデルの検討などを行った．(1)については，機器内部での熱の流れの調整を目的に，異なる熱伝導率をもつ素材を組み合わせた部材を試作した．様々な温度環境下でこの部材の温度特性を実験的に調べ，医療機器を構成する部品としての展開可能性について検討した．(2)については，医療現場で用いられる培養ディッシュ内で受精胚近傍の温度を測定するための基礎的検討を行った．ディッシュ内に設置した示温材の色変化をデジタル処理して測定する方法について検討した．示温材の色変化と熱電対による温度測定結果を比較した結果から，示温材の温度検知範囲内で温度に対して色成分の値が極値を持たない色成分であれば，示温材の色変化でディッシュ内底面の温度変化を検出できる可能性を明らかにした．(3)については，これまでの研究で構築したシミュレーション環境を利用し，検討中の熱設計法や熱設計指針に基づいた最適構造を明らかにするための有限要素モデルの作成を進めた．医療機器等の内部熱源熱量や放熱状況の推定に加え，(1)で検討した部材の最適な配置や成分の検討を行うために，熱解析に最適化手法を組みわせた数値シミュレーション環境の構築を進めた．

This research aims at the thermal design method and construction of thermal design guidelines for medical equipment, academic development guidelines for thermal problems of medical equipment in 2022,(1) investigation of thermal design method for trial operation of components for thermal flow adjustment,(2) basic investigation of temperature evaluation method under operating conditions of medical field,(3) Thermal design method and thermal design index based on the optimal structure of the finite element method. (1)The heat flow inside the machine is adjusted for different purposes, and the heat conductivity is adjusted for different materials. The temperature characteristics of the components under different temperature environments are adjusted, and the development possibility of the components of the medical equipment is discussed. (2)In the field of medical treatment, the temperature near the fertilized embryo was measured in the culture medium and the basic research was conducted. The color change of the temperature indicator in the setting and measurement method are discussed. The temperature measurement results of the temperature indicator and the temperature indicator are compared. The temperature indicator has a temperature indicator within the temperature range. The temperature indicator has a temperature indicator. (3)In this paper, we discuss the thermal design method and the optimal structure of the finite element model. The estimation of heat and heat release conditions of internal heat sources of medical equipment, etc.(1) To discuss the optimal configuration of components and the optimization of thermal analysis methods.

项目成果

潜熱蓄熱材を活用した精液保温器の温度維持機能の検証

使用潜热储存材料的精液加温器的温度维持功能验证

• 发表时间: 2021
• 作者: Guo J;Akahoshi T;Mizuta Y;Murata M;Narahara S;Kawano T;Nagao Y;Zhang S;Tomikawa M;Kawanaka H;Hashizume M.;福地 知則;大林徹也，谷口文紀
• 通讯作者: 大林徹也，谷口文紀

示温材を用いた医療用ディッシュの温度測定に関する基礎的検討

利用温度指示材料测量医用餐具温度的基础研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 上原一剛;大林徹也
• 通讯作者: 大林徹也