血栓予知技術の確立へ向けた無侵襲血液状態検出システムの開発

开发无创血液状况检测系统建立血栓预测技术

• 批准号: 09J00189
• 负责人: 大島 志織
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00189/
• 关键词: 生体モニタリング; 近赤外光計測; プレ血栓; サイバニクス; 医用工学システム; 無侵襲計測技術; 光伝播シミュレーション; 血液情報; 光計測; 血栓; 血液情報計測; ヘマトクリット; モンテカルロ・シミュレーション; 医療システム

深刻な疾患を引き起こす血栓を非侵襲的に予知する技術の確立を目指して研究を実施した。検出すべき血栓の前触れとなる状態を「プレ血栓」と定義し、近赤外光を用いて血液に接触せずに検出する手法の提案及び手法に基づく光センサと血栓予知システムの開発を行った。プレ血栓として、高い赤血球濃度(ヘマトクリット値)、赤血球の凝集した状態、血中を浮遊する微小血栓(栓子)の3指標を挙げた。研究実績は以下の通りである。1.これまで提案・開発してきた光理論、血中光伝播シミュレータを利用し、上述の3指標の変化が及ぼす受光強度の変化を明らかにした。2.チップ型LED、フォトダイオードを有する小型光センサを開発した。個体別にキャリブレーションを必要とせずにヘマトクリット値を算出するための2波長・各2受光点、赤血球凝集による光強度の上昇を計測可能な特異な受光点、突発信号として現れる栓子を検出するために必要な周波数を同時に満たすように設計した。3.光センサから得られる信号からリアルタイムに3指標の推定を行い、ディスプレイ上及びサウンドで提示を行う血栓予知システムを開発した。4.開発したシステムの評価のために、意図的に血栓形成過程を生成した牛血液を循環させ、開発した光センサをチューブ上に取り付けて連続計測を行った。この結果、赤血球凝集に由来する光強度上昇を提示した後、栓子の浮遊を血栓発生前に音で警告できた。5.皮膚からの計測可能性を評価するため、実験協力者5人に対し、光センサによって指先で計測されたヘマトクリット値と血液検査との結果比較を行った。この結果、計測値と血液検査値の差は平均1.8%以内であった。今後、更なる臨床実験が望まれる。

Deep な disorders を lead き up こ す thrombus を noninvasive に to know す る technology の establish を refers し て research を be applied し た. 検 out す べ き thrombus の before touching れ と な る state を "プ レ thrombosis" と definition し, nearly red outside light を い て blood に contact せ ず に 検 out す る gimmick の proposal and び gimmick に base づ く light セ ン サ と thrombus to know シ ス テ ム の open 発 を line っ た. プ レ thrombus と し て, high い red blood cell concentration (ヘ マ ト ク リ ッ ト nt), red blood cell の agglutination し た state, blood を planktonic す る tiny blood clots (embolus) の 3 indicators を 挙 げ た. Research achievements are as follows: である. 1. こ れ ま で proposal, open 発 し て き た theory, blood light 伝 sowing シ ミ ュ レ ー タ を use の し, の above 3 criteria - が and ぼ す by light intensity の variations change を Ming ら か に し た. 2. The チップ type LED, フォトダ <s:1> and <s:1> ドを ドを ドを have する small-sized light セ サを サを and サを development た. Individuals don't に キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン を necessary と せ ず に ヘ マ ト ク リ ッ ト numerical を calculate す る た め の wavelength, the 2 points, red blood cell agglutinate に よ る light intensity の rise を measuring might な specific な spot, tu 発 signal と し て now れ る embolus を 検 out す る た め に な cycle for necessary を also に against た す よ う に design し た. 3. Light セ ン サ か ら have ら れ る signal か ら リ ア ル タ イ ム に three indicators の を い, デ ィ ス プ レ イ and び サ ウ ン ド で tip line を う thrombus to know シ ス テ ム を open 発 し た. 4. Open 発 し た シ ス テ ム の review 価 の た め に, meaning 図 に thrombosis process を generated し た cow blood to circulate を さ せ, open 発 し た light セ ン サ を チ ュ ー ブ に take on り pay け て even 続 measuring line を っ た. こ の results, red blood cell agglutinate に origin す る light intensity rose を prompt し た, embolus after の planktonic を thrombus 発 living に sound で warning で き た. 5. Skin か ら の measuring possibility を review 価 す る た め, be 験 5 persons together に し seaborne, light セ ン サ に よ っ て refers to the first で measuring さ れ た ヘ マ ト ク リ ッ ト numerical と check blood 検 と の line results compare を っ た. The <s:1> results, measured values, と blood 検 test values, <s:1> difference と is within an average of 1.8% であった. In the future, more なる clinical trials が are expected to be まれる.

项目成果

Prediction of Thrombus Formation with Non-invasive Optical Monitoring System

利用非侵入性光学监测系统预测血栓形成

• 发表时间: 2010
• 作者: Sakamoto;et al;松尾純輝;Rika Kotera;坂元政一;Seiichi Sakamoto;Junki Matsuo;富安邦彦;Shiori Oshima;Seiichi Sakamoto;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima;北山大輔;坂元政一;小林加織里;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;松尾純輝;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;大見真一;小林加織里;大島志織;小寺里佳;大島志織;Daisuke Kitayama;大島志織;Shiori Oshima
• 通讯作者: Shiori Oshima

Development of Optical Sensing System for Noninvasive and Dynamic Monitoring of Thrombogenic Process

开发无创动态监测血栓形成过程的光学传感系统

• 发表时间: 2010
• 期刊: ASAIO Journal
• 影响因子: 4.2
• 作者: Sakamoto;et al;松尾純輝;Rika Kotera;坂元政一;Seiichi Sakamoto;Junki Matsuo;富安邦彦;Shiori Oshima;Seiichi Sakamoto;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima
• 通讯作者: Shiori Oshima

In vitro assessment of cardiac recovery supported by rotary blood pump LVAD

旋转血泵 LVAD 支持的心脏恢复体外评估

• 发表时间: 2010
• 作者: Sakamoto;et al;松尾純輝;Rika Kotera;坂元政一;Seiichi Sakamoto;Junki Matsuo;富安邦彦;Shiori Oshima;Seiichi Sakamoto;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima;北山大輔;坂元政一;小林加織里;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;松尾純輝;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;大見真一;小林加織里;大島志織;小寺里佳;大島志織;Daisuke Kitayama;大島志織;Shiori Oshima;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima
• 通讯作者: Shiori Oshima

光センサを搭載した無侵襲プレ血栓検出システムの開発

开发配备光学传感器的非侵入性血栓前检测系统

• 发表时间: 2010
• 作者: Sakamoto;et al;松尾純輝;Rika Kotera;坂元政一;Seiichi Sakamoto;Junki Matsuo;富安邦彦;Shiori Oshima;Seiichi Sakamoto;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima;北山大輔;坂元政一;小林加織里;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;松尾純輝;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;大見真一;小林加織里;大島志織
• 通讯作者: 大島志織

Analysis of Pre-thrombus Blood with Development of Photon and Red Blood Cell Simulator and in-vitro Model

开发光子和红细胞模拟器及体外模型来分析血栓前血液

• 发表时间: 2009
• 作者: Sakamoto;et al;松尾純輝;Rika Kotera;坂元政一;Seiichi Sakamoto;Junki Matsuo;富安邦彦;Shiori Oshima;Seiichi Sakamoto;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima;北山大輔;坂元政一;小林加織里;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;松尾純輝;Seiichi Sakamoto;Shiori Oshima;大見真一;小林加織里;大島志織;小寺里佳;大島志織;Daisuke Kitayama;大島志織;Shiori Oshima;Daisuke Kitayama;Shiori Oshima;若宮翔子;Shiori Oshima
• 通讯作者: Shiori Oshima