リアクティブ心臓モデリングによる心不全メカニクスの徹底解明

通过反应性心脏模型彻底阐明心力衰竭机制

• 批准号: 20659213
• 负责人: 白石 泰之
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20659213/
• 关键词: 心臓メカニクス; シミュレーション

心室形成術や、補助循環施行時に経験的には説明のしづらい心不全病態生理の変化が起こる。これらに対して、本研究は、微細形状記憶合金線維を利用して人工心筋開発技術を基盤として、3次元のリアクティブ挙動が可能な心臓モデルを開発し、科学的データを提示することを目的とする。本研究で開発に挑戦する装置は、超小型のマイクロマシン化した機械式アクチュエータを集積し、心臓の病態を3次元検査データに基づいて精密に再現し、さらに拍動を伴って心不全のメカニクスを動的に提示するものである。このシステムは、生体心臓のMRIデータに基づいて迅速にローコストで術前の形態を機械的に再構築し、心筋の解剖学的構造を模擬した駆動メカニズムを組み込むことで、循環生理学的知見に基づくロボット工学を応用した制御を行い、外部からの形成による変形にリアクティブに対応する。本年度は、とくに病態モデルのメカニクス解析とそのその結果を昨年度までに構築した機械的モデルへの融合を試み、リアクティブ心臓モデルの基本構造設計および作成法の検討を進めた。結果として、(a)動物実験による心臓解剖学的構造及び心筋走向の数値的再構築、(b)人工心筋の基盤技術を応用した可観測の収縮アクチュエータの開発、(c)外科治療の直前術前評価を可能とする解析情報融合化タンジブルモデルを具現化した。臨床ニーズと対照させ、患者個々の心不全病態に対して客観的かつ定量的な心筋メカニクス解析結果を重畳したシステムの利用が可能となった。

Ventricular formation and circulation during the implementation of the cycle of the reverse explanation of heart failure in the physiological change began. In this study, the use of fine shape memory alloy wire dimension, artificial heart muscle development technology, three-dimensional movement, possible heart disease development, scientific research and development of this goal This study developed a device for ultra-compact, mechanical-based integration, three-dimensional detection of heart disease, accurate reproduction, and prompt for beat and heart failure. The MRI data of the biological heart can be rapidly reconstructed from the pre-operative morphology to the anatomical structure of the cardiac muscle, and the knowledge of the circulatory physiology can be used to control the operation and formation of the external morphology. This year, we have made progress in the investigation of the basic structure design and manufacturing method of the construction machinery. Results: (a) reconstruction of anatomical structure and numerical values of tendon orientation in animal models;(b) development of measurable contractions and reconstruction of tendon orientation using artificial tendon template techniques;(c) visualization of analytic information fusion for preoperative evaluation of surgical treatment. Clinical investigation, patient's individual heart disease, quantitative analysis of heart disease, re-evaluation of the use of heart disease

项目成果

中枢-末梢口径比の異なる分岐型人工血管を用いた腹部大動脈瘤手術の比較検討

不同中心外径比分支人工血管治疗腹主动脉瘤的对比研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: 脈管学 49(5)
• 作者: 岩橋徹、白石泰之;ほか
• 通讯作者: ほか

新しい小児用肺動脈弁におけるBulging sinusの及ぼす影響の基礎検討

窦膨出对新型小儿肺动脉瓣影响的基础研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 鈴木一郎、白石泰之;ほか
• 通讯作者: ほか

高速ビデオカメラを用いた新しい小児用高分子製肺動脈弁の性能と基礎検討

使用高速摄像机对新型儿科聚合物肺动脉瓣进行性能和基础研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 矢部翔太、白石泰之;ほか
• 通讯作者: ほか

Analysis of baroreflex sensitivity during undulation pump ventricular assist device support.

• DOI: 10.1111/j.1525-1594.2009.00738.x
• 发表时间: 2009-07
• 期刊: Artificial organs
• 影响因子: 2.4
• 作者: Hongjian Liu;Y. Shiraishi;Xiumin Zhang;Hojin Song;Y. Saijo;A. Baba;T. Yambe;Y. Abe;K. Imachi

Estimation of Emax of Assisted Hearts using Single Beat Estimation Method

使用单搏估计法估计辅助心脏的 Emax

• 发表时间: 2008
• 作者: T.K.Sugai;A.Tanaka;M.Yoshizawa;Y.Shiraishi;S. Nitta;T.Yambe and A.Baba
• 通讯作者: T.Yambe and A.Baba