Proposal of Cardiopulmonary bypass operation support system based on pressure flow characteristics model

基于压力流量特性模型的体外循环手术支持系统方案

• 批准号: 19K12851
• 负责人: 高橋 秀暢
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Hiroshima International University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K12851/
• 关键词: 制御学; 人工心肺; 操作支援システム; 医用システム関連

CPB(人工心肺)システムを操作するには、熟練と経験が必要です。特に、動脈側と静脈側の2つのオクルーダーを同時に操作することは困難であり、オクルーダーの操作が失敗すると、患者の生命に関わる危険性があるため注意が必要です。これまで、血流量を自動調整するシステムは存在しましたが、リザーバーレベルを制御するシステムはありませんでした。そこで、本研究では、新しい人工心肺操作支援システムを提案しています。このシステムは、人工心肺の操作をよりシンプルかつ直感的にすることで、アクシデントを回避することができます。本研究は、以下の5つの課題に基づいて進められています。オクルーダを通る圧流量特性の調査、提案された連動システムの開発と評価、そして臨床での適用を目的として、以下の5つのステップに分けて研究を進めています。1オクルーダを灌流する流体の特性から、圧流量特性モデルを構築します。2圧流量特性モデルに基づく圧流量推定アルゴリズムを提案します。3送血側と脱血側のオクルーダを連動させた操作支援システムを開発します。4人体模擬シミュレーションシステムで提案システムを評価します。5提案システムの血液実験と負荷操作による評価を行います。現在、研究は5段階目も終わり，最終論文を提出しているところです．この研究により人工心肺の操作がより簡単かつ安全になることが期待されます。

CPB(artificial heart and lung) is a necessary condition for operation. The patient's life is at risk because of the difficulty in operating both the arterial and venous sides. The blood flow is automatically adjusted. This study is a new proposal for artificial cardiopulmonary support. This is the first time that the human heart and lungs have been operated. This research is based on the following five topics. The investigation, proposal and development evaluation of the system for communication pressure flow characteristics, and the application of the system for clinical purposes are carried out in the following five aspects. 1. Construction of fluid characteristics and pressure flow characteristics of perfusion 2. Pressure flow rate characteristics: basic pressure flow rate estimation 3. Operation support system is started when the blood delivery side and the blood withdrawal side are connected. 4. Human body simulation 5. Review of blood pressure and operation of the proposal Now, the research is 5 stages, the final paper is proposed. This research is aimed at simplifying the operation of artificial heart and lung, and improving the safety of artificial heart and lung.

项目成果

Steady-State Model of Pressure-Flow Characteristics Modulated by Occluders in Cardiopulmonary Bypass Systems

心肺旁路系统中封堵器调节压力-流量特性的稳态模型

• DOI: 10.1109/access.2020.3043470
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEEE Access
• 影响因子: 3.9
• 作者: Takahashi Hidenobu;Soh Zu;Tsuji Toshio
• 通讯作者: Tsuji Toshio

Automatic control of blood flow rate on the arterial-line side during cardiopulmonary bypass

体外循环时动脉侧血流量的自动控制

• DOI: 10.1109/embc46164.2021.9629644
• 发表时间: 2023
• 期刊: Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc
• 作者: Takahashi Hidenobu;Kinoshita Takuya;Soh Zu;Tsuji Toshio
• 通讯作者: Tsuji Toshio