自己心の状態および治療を考慮した補助人工心臓制御システムの開発

开发考虑患者自身心脏状况和治疗的辅助人工心脏控制系统

• 批准号: 18700406
• 负责人: 田中 明
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Fukushima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700406/
• 关键词: 人工心臓; 制御工学; 生物・生体工学; モデル化; モニタリング; 心機能推定

本年度は,1)監視システムの構築,2)心機能推定法の評価,3)シミュレーションによる制御法の評価を中心に行った.1)の監視システムの構築については,センサ情報および映像をネットワーク経由で監視可能なシステムのプロトタイプが完成した.このシステムには試験的に以下に述べる,心機能推定アルゴリズムが試験的に導入されている.また,同様に流量の推定システムも導入しており,基本的にリアルタイムの推定が可能になっているが,前年度における課題であった,推定の信頼度についてのオンライン評価については課題が残されている.2)心機能推定法の開発では,前年度人工心臓装着時においてもEmaxが心機能を表す指標として有効であることを示したが,本年度では,Emax算出に必要であった心臓への負荷変動を必要とせず一拍ごとにEmaxを推定可能なパラメータ最適化法(POM)を導入し,人工心臓の運用中であってもリアルタイムに心機能の変化を推定する手法を開発した.急性動物実験による評価では,従来法とほぼ同等の推定制度を有していることが確認された.3)シミュレーションによる制御法の評価では,より実際の心臓のモデルに近づけるために,動物実験の結果を参考にし,心臓を表す可変エラスタンスモデルのエラスタンス変化を傾きの異なる2直線で近似したモデルで表しかつ,大動脈弁の開閉の有無によりモデルパラメータを動的に変化させるものを導入し,補助人工心臓の回転数を変化させた際の自己心の力学的特性に与える影響を調査した.その結果,大動脈弁の開閉が自己心の仕事効率などに影響を当たることが明らかとなり,さらに大動脈弁の開閉の有無は回転数やEmaxの影響を受けることが示された.

This year, 1) the construction of monitoring system, 2) the evaluation of cardiac function estimation method, 3) the evaluation of system control method, 1) the construction of monitoring system, 2) the generation of information and image, 3) the completion of monitoring system. The following is a summary of the results of the study. 2) Development of cardiac function estimation method 3) Development of cardiac function estimation method 4) Development of cardiac function estimation method 5) Development of cardiac function estimation method 6) Development of cardiac function estimation method 7) Development of cardiac function estimation method 8) Development of cardiac function estimation method 9) This year,Emax calculation is necessary to determine the load variation of the heart, and Emax estimation is possible. Optimization Method (POM) is introduced, and the method of estimating the change of heart function in the application of artificial heart is developed. Acute animals are evaluated for the same presumptive system. 3) The evaluation of the control method for the system is reversed. The evaluation of the control method for the system is reversed. The evaluation of the control method for the system. To investigate the influence of the opening and closing of the arterial system on the mechanical properties of the heart during the change of the number of cycles of the auxiliary artificial heart. As a result, the opening and closing of the arterial system affects the efficiency of the heart.

项目成果

補助人工心臓製御法と左心室仕事量の循環系シミュレータを用いた検討

使用循环系统模拟器研究辅助人工心脏制造方法和左心室工作负荷

• 发表时间: 2007
• 作者: 笠原孝一郎・田中明;他
• 通讯作者: 他

Evaluation of cardiac function based on ventricular pressure-volume relationships during assistance with a rotary blood pump.

在旋转血泵辅助期间根据心室压力-容量关系评估心脏功能。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of the 2006 IEEE Engineering in Medicine and Biology 28th Annual Conference
• 作者: Daisuke Ogawa;Akira Tanaka;et al.
• 通讯作者: et al.

Evaluation of Emax Estimation Based on Motor Current and Rotational Speed

基于电机电流和转速的 Emax 估计的评估

• 发表时间: 2007
• 作者: Sugai TK;Shiraishi Y;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Autonomic Nervous Activity Revealed by a New Physiological Index ρ max Based on Cross-Correlation between Mayer-Wave Components of Blood Pressure and Heart Rate

基于血压和心率迈耶波分量之间的互相关性的新生理指标 ρ max 揭示自主神经活动

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of SICE-ICASE International Joint Conference 2006
• 作者: Akira Tanaka;et al.
• 通讯作者: et al.

Blood flow visualization of left atrial spontaneous echo contrast (SEC) using gradient based optical flow estimation.

使用基于梯度的光流估计对左心房自发回声对比 (SEC) 进行血流可视化。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2007
• 作者: Tanaka;A.;Saijo;Y.
• 通讯作者: Y.