Development of a physiologically effective control system for an artificial heart based on autonomic nerve activity

基于自主神经活动的人工心脏生理有效控制系统的开发

基本信息

  • 批准号:
    12308045
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In recent years, the application of Ventricular Assist Devices (VAD) has been gradually expanded due to the lack of heart donors and increasing morbidity of cardiovascular diseases. However, there hasn't been an established method for controlling VAD/Total Artificial Heart (TAH) system which can provide physiologically effective circulatory support for a prolonged period of time.Although most investigators adopted an approach to controlling VAD/TAH according to cardiac output or aortic pressure, these conventional methods are not fully reflecting circulatory responses and are reported to occur long-term complications such as thyroid dysfunction or increased central venous pressure.To solve this issue, we newly developed a biocompatible stainless-steel neural interface and successfully recorded autonomic nerve activity of an awake VAD-implanted goat for more than a month. Then we applied fractal dimension analysis, a non-linear analysis method suitable for evaluating complicated biological information, to quantify the changes in autonomic nerve activities.As a result, shifts of the fractal dimension of autonomic nerve activity were observed in response to the changes in circulatory dynamics and posture of animals. Based on the analysis of recorded autonomic nerve activities, a real-time VAD/TAH control system by using fractal analysis-based feedback control algorithm was constructed. Now we attempt to examine the validity of this algorithm and improve it through animal experiments.
近年来,由于心脏供体的缺乏和心血管疾病发病率的增加,心室辅助装置(VAD)的应用逐渐扩大。然而,目前还没有一种既定的方法来控制VAD/全人工心脏(TAH)系统,能够长时间提供生理上有效的循环支持。尽管大多数研究者采用了根据心输出量或主动脉压来控制VAD/TAH的方法,但这些常规方法并不能完全反映循环反应,并且据报道会发生甲状腺功能障碍或中心静脉压升高等长期并发症。 为了解决这个问题,我们新开发了一种生物相容性不锈钢神经接口,并成功记录了清醒的植入VAD的山羊一个多月的自主神经活动。然后,我们应用分形维数分析(一种适合评估复杂生物信息的非线性分析方法)来量化自主神经活动的变化。结果,观察到自主神经活动的分形维数随着动物循环动力学和姿势的变化而变化。基于对记录的自主神经活动的分析,采用基于分形分析的反馈控制算法构建了实时VAD/TAH控制系统。现在我们尝试通过动物实验检验该算法的有效性并对其进行改进。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
S.Nanka, S.Nitta, T.Yambe, S.Kobayashi, Y.Kakinuma, K.Shizuka, N.Owada: "Analysis of vagal nerve activity to control the total artificial heart under awaken condition."Kareiigaku Kenkyusho Zasshi. 54(3). 123-140 (2003)
S.Nanka、S.Nitta、T.Yambe、S.Kobayashi、Y.Kakinuma、K.Shizuka、N.Owada:“分析迷走神经活动以控制唤醒状态下的总人造心脏。”Kareiigaku Kenkyusho Zasshi。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Nanka, T.Yambe, S.Nitta, S.Kobayashi, M.Yoshizawa, A.Tanaka: "Vagal nerve activity suggests a new control method of an artificial heart."J Congestive Heart Failure & Circulatory Support. vol.1(4). 207-212 (2001)
S.Nanka、T.Yambe、S.Nitta、S.Kobayashi、M.Yoshizawa、A.Tanaka:“迷走神经活动提出了一种新的人工心脏控制方法。”J 充血性心力衰竭
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yambe T, Nanka S et al.: "Recording of the vagal nerve activity for the control of an artificial heart system"ASAIO J. 49(6). 698-700 (2003)
Yambe T、Nanka S 等人:“记录迷走神经活动以控制人工心脏系统”ASAIO J. 49(6)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
南家俊介: "完全人工心臓制御のための覚醒下迷走神経活動電位の定量的解析"加齢医学研究所雑誌. 54・3(印刷中). (2003)
Shunsuke Minamiie:“用于完全人工心脏控制的清醒迷走神经动作电位的定量分析”,《衰老与衰老研究所杂志》54, 3(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Yambe et al.: "Autonomic nerve function with an artificial heart and ventricular assist device"Journal of Artificial Organs. 4. 83-87 (2001)
T.Yambe 等人:“人工心脏和心室辅助装置的自主神经功能”人工器官杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

NITTA Shin-ichi其他文献

NITTA Shin-ichi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('NITTA Shin-ichi', 18)}}的其他基金

DRUG DELIVERY SYSTEM BY THE CONTROL OF BLOOD FLOW DISTRIBUTION USING ARTIFICIAL CIRCULATION WITH OSCILLATED BLOOD FLOW
通过使用具有振荡血流的人工循环来控制血流分布的药物输送系统
  • 批准号:
    07557309
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Non-destructive detection of material fatigue in artificial heart by ultrasonic spectroscopy.
超声光谱无损检测人工心脏材料疲劳
  • 批准号:
    07458234
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
BASIC RESEARCH ABOUT THE CLINICAL APPLICATION OF THE ARTIFICIAL HEART FOR THE BRIDGING USE OF THE HEART TRANSPLANTATION
人工心脏作为心脏移植桥接用途的临床应用基础研究
  • 批准号:
    63570656
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似海外基金

HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557003
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557007
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10706618
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557006
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10706616
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10706620
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557001
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557004
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10557002
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
HORNET Center for Autonomic Nerve Recording and Stimulation Systems (CARSS)
HORNET 自主神经记录和刺激系统中心 (CARSS)
  • 批准号:
    10706622
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.4万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了