磁気浮上インペラ径方向受動安定位置計測の血液ポンプ拍出流量推定への応用

磁悬浮叶轮径向被动稳定位置测量在血泵输出流量估算中的应用

• 批准号: 19J10004
• 负责人: 信太 宗也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10004/
• 关键词: 遠心血液ポンプ; 流量推定; 磁気浮上インペラ; 流体力計測; 非定常数値流体解析; 重力

電磁力によって浮上するインペラに働く径流体力を精度良く評価できる系の構築に向けて，①非定常数値流体解析（CFD）を実施し，②流体力実験計測系の構築を行った．①では，解析誤差の評価や乱流モデルの検討を行うことで適切な解析手法を確立した後，実機ポンプを用いた実験結果と解析結果を比較することで，本解析手法が径流体力ベクトルの予測に対して一定の精度を有することを確認した．②では，流体力実験計測系改良のために，センサノイズフィルタリングやキャリブレーション手法の検討を行った．センサノイズフィルタリングには，1秒間分のデータを平均する必要があることを確認した．また，インペラ位置のキャリブレーションのために専用の治具を作製し，インペラ位置条件を精密に設定できる計測手技を確立した．また研究計画外ではあるが，本推定手法に対する重力の影響を検討した．これまでの研究では遠心血液ポンプを水平に設置した状態を想定していたため，本流量推定手法における流量推定指標である磁気浮上インペラの径方向（水平）位置に対する重力の影響を考慮する必要がなかった．しかしながら，埋込型人工心臓用途としての臨床実用時を想定する場合，患者の姿勢変化に伴ってインペラ径方向に対する重力方向は変化する．従って，本流量推定手法に対する重力の影響を検討することは，本流量推定手法の臨床実用化を図る上で重要な研究課題であると考えられる．本研究では，遠心血液ポンプの設置姿勢を変化させることで，重力方向をインペラ径方向に対して変化させ，重力の影響を検討した．インペラ位置-流量相関に重力が影響しない水平なデバイス設置状態と比較して，デバイスを垂直に設置した状態ではインペラ位置-流量相関に重力方向が大きく変化することが確認できた．また，重力の影響を補正する方策を提案し，学会，及び学術雑誌上で発表した．

Electromagnetic force measurement system construction direction evaluation: ① non-constant fluid analysis (CFD) is implemented; ② fluid force measurement system construction is carried out. After the analysis error is evaluated and the turbulence is analyzed, the appropriate analysis method is established, and the results of the analysis are compared. The analysis method is used to confirm the accuracy of the runoff force prediction. 2. The fluid force measurement system is improved, and the method of fluid pressure measurement is discussed. The average time of 1 second is required to confirm the number of entries. For example, the position of the selected position is precisely set, and the measurement technique is established. This paper discusses the influence of gravity on the research project. In this study, it is necessary to consider the influence of gravity on the radial direction (horizontal) position of the telecentric blood flow estimation index. The patient's posture changes with the radial direction and the direction of gravity when the clinical application of the buried artificial heart is considered. This paper discusses the influence of gravity on the flow estimation method. It is an important research topic for the clinical application of this flow estimation method. In this study, the influence of gravity on the setting posture of telecentric blood pressure was investigated. Position-Flow Dependence Gravity Influence Horizontal Setting Status Comparison Vertical Setting Status Position-Flow Dependence Gravity Direction Change Confirmation To correct the influence of gravity, we propose a strategy for learning and academic research.

项目成果

Effects of viscosity change on flow rate estimation of a centrifugal blood pump using the passively stabilized position of an impeller

粘度变化对使用叶轮被动稳定位置的离心血泵流量估计的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 磯野渉;本田倫子;齊藤亜子;松山玲子;土屋裕子;藤本晃久;西井修;磯野渉;信太宗也，増澤徹，長真啓;牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms;信太宗也，増澤徹，長真啓;信太宗也，増澤徹，長真啓;信太宗也，増澤徹，長真啓
• 通讯作者: 信太宗也，増澤徹，長真啓

患者姿勢変化に伴う重力方向変化が遠心血液ポンプ流量推定に及ぼす影響

患者姿势变化引起的重力方向变化对离心血泵流量估计的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 磯野渉;本田倫子;齊藤亜子;松山玲子;土屋裕子;藤本晃久;西井修;磯野渉;信太宗也，増澤徹，長真啓;牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms;信太宗也，増澤徹，長真啓
• 通讯作者: 信太宗也，増澤徹，長真啓

全置換型磁気浮上連続流人工心臓の流量バランス制御のための数値流体解析を用いた右心用ポンプの改良

利用计算流体分析改进右心泵以实现总排量磁悬浮连续流人工心脏的流量平衡控制

• 发表时间: 2019
• 期刊: ライフサポート
• 作者: 磯野渉;本田倫子;齊藤亜子;松山玲子;土屋裕子;藤本晃久;西井修;磯野渉;信太宗也，増澤徹，長真啓;牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms
• 通讯作者: 牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms

Effects of gravity on flow rate estimation of a centrifugal blood pump using the eccentric position of a levitated impeller

重力对利用悬浮叶轮偏心位置估计离心血泵流量的影响

• 发表时间: 2020
• 期刊: International Journal of Artificial Organs
• 影响因子: 1.7
• 作者: 磯野渉;本田倫子;齊藤亜子;松山玲子;土屋裕子;藤本晃久;西井修;磯野渉;信太宗也，増澤徹，長真啓
• 通讯作者: 信太宗也，増澤徹，長真啓

気浮上インペラ受動安定位置計測による血液遠心ポンプ拍動流量推定

浮动叶轮被动稳定位置测量估算血液离心泵脉动流量

• 发表时间: 2019
• 作者: 磯野渉;本田倫子;齊藤亜子;松山玲子;土屋裕子;藤本晃久;西井修;磯野渉;信太宗也，増澤徹，長真啓;牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms;信太宗也，増澤徹，長真啓;信太宗也，増澤徹，長真啓
• 通讯作者: 信太宗也，増澤徹，長真啓